Ćwiczenie 9. Stabilność układu ze sprzężeniem zwrotnym

Transkrypt

1 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / Ćwiczenie 9 Stbilnść ukłdu ze przężeniem zwrtnym. Wtęp Wprwdzenie d ukłdu elektrniczne jednej lub więcej pętli przężeni zwrtne pzwl zmdyikwć włściwści ukłdu. Sprzężenie zwrtne w tkic ukłdc jk wzmcnicze jet twne w celu: zmniejzeni wrżliwści ukłdu n zminy prmetrów, zmniejzeni zniekztłceń nieliniwyc, ukztłtwni pżądnyc crkterytyk częttliwściwyc, zminy impedncji wejściwej i wyjściwej. W tkim przypdku jet niezbędne zbdnie, czy ukłd p wprwdzeniu i zmknięciu pętli przężeni zwrtne będzie ndl tbilny. W innyc ukłdc przężenie zwrtne jet wprwdzne celw dl pwdwni cylcji. Wówcz bd ię wrunki, przy któryc ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne będzie nietbilny i tnie ię enertrem drń. W ćwiczeniu będą wykrzytywne kryteri lebriczne i riczne bdni tbilnści w ukłdc z pjedynczą pętlą przężeni zwrtne, wyniki teretyczne będą weryikwne ekperymentlnie. W przypdku ukłdów tbilnyc będzie bdny wpływ przężeni zwrtne n wzmcnienie ukłdu i kztłt crkterytyk częttliwściwyc.. Pdtwy teretyczne.. Ukłd z pjedynczą pętlą przężeni zwrtne Bdny jet ukłd z pjedynczą pętlą przężeni zwrtne cemtycznie pkzny n ry. 9.. b S i p Z i p t z z z Ry. 9.. Scemt blkwy ukłdu ze przężeniem zwrtnym: twrt; b zmknięt pętl przężeni zwrtne W węźle umcyjnym S npięcie łęzi wycdzącej równ ię umie npięć łęzi dcdzącyc. W węźle zczepwym Z npięci wzytkic łęzi ą bie równe. Ukłd kłd ię z unilterlne wzmcnicz trnmitncji i czwórnik przężeni zwrtne trnmitncji. Ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne m trnmitncję

2 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / F T z p p z p i 9. Deiniuje ię trnmitncję T t z i p z 9. nzywną tunkiem zwrtnym. Pmir Tj dbyw ię pprzez przerwnie pętli przężeni zwrtne w dwlnym miejcu tk jednk, by nie zmienić wrunków rzpływu prądów i wprwdzenie ynłu tetujące t ry.9.b. Stunek zwrtny Tj jet równy ze znkiem minu ilrzwi trnrmt Furier npięci zwrtne z j i tetujące t j. Jet też deiniwn unkcj pr. 9. T F t z t 9. nzywn różnicą zwrtną. Od wrtści mdułu różnicy zwrtnej zleży, czy mduł wzmcnieni npięciwe wzmcnicz zmleje, czy wzrśnie p zmknięciu pętli przężeni zwrtne. W zleżnści d te przężenie zwrtne nzyw ię ujemnym lub ddtnim. Sprzężenie zwrtne jet ujemne przy tyc pulcjc, przy któryc j F, dyż wtedy j j, tj. wzmcnienie ukłdu mleje p zmknięciu pętli przężeni zwrtne. Sprzężenie zwrtne jet ddtnie przy tyc pulcjc, przy któryc j F, dyż wtedy j j tj. wzmcnienie ukłdu rśnie p zmknięciu pętli przężeni zwrtne. Przykłd 9.. Niec wzmcnicz i czwórnik przężeni zwrtne mją trnmitncje dpwiedni RC, ;, 9.4 Stunek zwrtny wyrż ię wówcz wzrem T 9. i różnic zwrtn t

3 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / T F 9. Trnmitncj ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne przyjmuje ntępującą ptć. 9.7 Rzwiązując równnie j j j F 9.8 trzymuje ię rniczną wrtść pulcji. Przy przężenie zwrtne jet ujemne, przy przężenie zwrtne jet ddtnie. Przykłdw, niec u d,,. Przy pulcji d przężenie zwrtne jet ddtnie, dyż,8db,9 j d F i p zmknięciu pętli przężeni zwrtne wzmcnienie wzmcnicz wzrśnie,8db. Przy pulcji u przężenie zwrtne jet ujemne, dyż j,,db u F i p zmknięciu pętli przężeni zwrtne wzmcnienie wzmcnicz zmleje -,db... Pdtwwe włściwści ukłdu ze przężeniem zwrtnym Wprwdzenie przężeni zwrtne zmieni włściwści ukłdu. Ujemne przężenie zwrtne zmniejz wrżliwść inczej czułść ukłdu n zminy prmetrów. Trnmitncj wzmcnicz j jet ddtkw uzleżnin d wrtści elementów zmienijącyc ię n kutek trzeni, zmin tempertury, wń npięć ziljącyc. Przykłdw niec trnmitncj zleży d wzmcnieni zdeiniwne jk wzmcnienie przy częttliwści śrdkwej, c ztnie zpine jk, j. Wzlędn wrżliwść unkcji wzlędem prmetru jet zdeiniwn ntępując

4 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 4/ S / ln 9.9 / ln Z tej zleżnści deinicyjnej i związku 9. wykzuje ię, że między wrżliwścimi wzmcnicz z twrtą i z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne zcdzi związek S S S F 9. Ze te związku wynik, że przy ujemnym przężeniu zwrtnym F j, wrżliwść wzmcnicz z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne ztnie zredukwn w tunku d wrżliwści wzmcnicz bez przężeni zwrtne. Wzmcnicz pbudzny ynłem rmnicznym dużej mplitudzie zniekztłc ynł w wyniku ddziływni nieliniwści wzmcnicz. Przebie n wyjściu wzmcnicz prócz pdtwwej rmnicznej mplitudzie, będzie zwierł wyżze rmniczne mplitudc,, itd. Wprwdz ię pjęcie zwrtści druiej, trzeciej i wyżzyc rmnicznyc,, 9. rz pjęcie wpółczynnik zwrtści rmnicznyc, 9. który jet mirą zniekztłceń nieliniwyc wzmcnicz w literturze ptyk ię też inczej deiniwne miry zniekztłceń. Wprwdzenie ujemne przężeni zwrtne pzwl zmniejzyć pzim zniekztłceń nieliniwyc zcdzącyc we wzmcniczu. Jeżeli wpółczynnik zwrtści rmnicznyc nie jet duży, t zcdzi zleżnść 9. F j dzie jet wpółczynnikiem zwrtści rmnicznyc w ukłdzie z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne. W przypdku, dy zniekztłceni ą n tyle duże, że mżn je berwwć n ekrnie cylkpu, t p zmknięciu pętli ujemne przężeni zwrtne będzie widczny eekt zmniejzeni zniekztłceń i przebie wyjściwy przybliży ię kztłtem d przebieu wejściwe. Mżliwść kztłtwni crkterytyk częttliwściwyc z pmcą przężeni zwrtne wynik z zleżnści 9.. Crkterytyki częttliwściwe ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne ą inne niż ukłdu z twrtą pętlą przężeni zwrtne. Przykłdw, przy brdz ilnym ujemnym przężeniu zwrtnym F j mżn dknć ntępujące przybliżeni

5 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / j 9.4 j Z te przybliżeni wynik, że w krjnym przypdku crkterytyki częttliwściwe ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne nie zleżą d crkterytyk wzmcnicz j, ą kztłtwne pprzez dbór płżeni zer i bieunów trnmitncji pętli przężeni zwrtne... Stbilnść ukłdu ze przężeniem zwrtnym Pdtwwym zdnieniem dl ukłdów ze przężeniem zwrtnym jet bdnie tbilnści. Wzytkie dtyccz rzptrywne krzytne włściwści ukłdów ze przężeniem zwrtnym trcą en, dy ukłd p zmknięciu pętli przężeni zwrtne tje ię nietbilny. Stbilny wzmcnicz i tbilny ukłd przężeni zwrtne mą utwrzyć ukłd nietbilny p zmknięciu pętli przężeni zwrtne. Ukłd liniwy jet ympttycznie tbilny, dy przy dwlnym rnicznym pbudzeniu kńcznym czie trwni dpwiedź ukłdu dąży d zer przy t. Jet t równznczne z wymniem, by części rzeczywite bieunów trnmitncji ukłdu były ujemne. W celu kreśleni znków części rzeczywityc bieunów nie jet niezbędne blicznie bieunów. Oprcwn cły zere kryteriów i metd bdni tbilnści bez ptrzeby wyznczni tyc bieunów. Metdy te dzielą ię n lebriczne i riczne. Njczęściej wykrzytywną metdą lebriczną jet metd Rut-urwitz, ntmit njppulrniejze metdy riczne t metd Bde i metd Nyquit..4. Metd Rut-urwitz Jet t metd lebriczn umżliwijąc twierdzenie czy itnieją pierwitki wielminu P ddtnic częścic rzeczywityc n pdtwie bdni wpółczynników wielminu P. Wrunkiem kniecznym, by wzytkie pierwitki miły ujemne części rzeczywite, jet t, by wzytkie wpółczynniki wielminu P były różne d zer i miły tki m znk. Jeżeli wrunek knieczny jet pełniny, t kntruwn jet tzw. tbel Rut, w której pierwzy i drui wierz zwierją dpwiedni klejne przyte lub nieprzyte wpółczynniki wielminu P, dlze wyrzy tbeli ą twrzne zdnie ze cemtem pkznym n ry. 9.. Liczb wierzy w tbeli zwze równ ię n+, dzie n jet tpniem wielminu. Wyrzy z pierwzej klumny tbeli Rut twrzą cią Rut.

6 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / P 9 Cią Rut e d d e d d c c d e c b c c b d b b b c 4 b Cią Rut b b b b b c c b c b d P Ry. 9.. Twrzenie tbeli Rut-urwitz Kryterium Rut-urwitz brzmi ntępując: liczb zmin znku wyrzów w ciąu Rut jet równ liczbie pierwitków wielminu P ddtnic częścic rzeczywityc. Z kryterium te wynik, że by wzytkie pierwitki wielminu miły ujemne części rzeczywite wym ię, by wzytkie wyrzy w ciąu Rut pidły tki m znk. Przykłd 9.. Dl ukłdu z przykłdu 9. wielmin minwnik unkcji wymiernej jet ptci P Pierwitki te wielminu ą bieunmi trnmitncji ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne.

7 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 7/ Wrunkiem kniecznym n t, by części rzeczywite pierwitków wielminu były ujemne, jet wrunek, czyli. W ciąu Rut ry. 9., nie będzie wytępwł zmin znku, dy 9 /, czyli 9. Wynik tąd, że krytyczną wrtścią wzmcnieni wzmcnicz jet 9. Jeżeli 9, t ntępuje, kr dwukrtn zmin znku wyrzów i dw pśród pierwitków wielminu P będą miły ddtnie części rzeczywite. Jeżeli 9, t itnieje pr pierwitków zerwyc częścic rzeczywityc. Jeżeli >, t jk już wpmnin, nie jet pełniny wrunek knieczny tbilnści, ntępuje jednkrtn zmin znku w ciąu Rut i jeden pśród pierwitków wielminu P będzie mił ddtnią część rzeczywitą. Pierwitki wielminu P mją ujemne części rzeczywite pd wrunkiem, że 9... Metd Bde Jet t metd riczn bdni tbilnści, prwdzjąc ię d bdni mplitudwej i zwej crkterytyki częttliwściwej tunku zwrtne jt T j T j e. Crkterytyki częttliwściwe, w któryc kl n i częttliwści jet lrytmiczn, mduł wyrżny w decybelc i kl zy liniw, ą nzywne crkterytykmi Bde. W przypdku zdnej trnmitncji T ą ne łtwe d wykreśleni n tle ymptt Bde. Stunek zwrtny Tj mże też być wyznczny w drdze pmirów z zleżnści deinicyjnej 9., p przerwniu w dpwiednim miejcu pętli przężeni zwrtne ry. 9b. Kryterium tbilnści Bde wynik z ntępujące rzumwni. Zkłdjąc, że w ukłdzie z ry. 9. przebiei npięciwe ą rmniczne, z ry. 9.b wynik wniek, że nwet przy brku pbudzeni i =, ukłd p zmknięciu pętli przężeni zwrtne będzie cylwł z pulcją, przy której zcdzi równść. Mui więc być z t pełniny wrunek zy npięci z i t ą w zie i wrunek mplitudy mplitud z jet równ mplitudzie t dl drń tłej mplitudzie i z t dl drń nrtjącej mplitudzie. W dnieieniu d tunku zwrtne Tj zdeiniwne wzrem 9. zncz t, że jeżeli przy pulcjc, przy któryc jet pełniny wrunek zy T,, jet tkże pełniny wrunek mplitudy T j 9. t ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne będzie drł z pulcją, czyli będzie nietbilny. Wrunek zy 9. i wrunek mplitudy drń tłej mplitudzie T j ą nzywne wrunkmi Brkuen i ą wykrzytywne przy prjektwniu enertrów. Nie zwze nietbilnść ukłdu mui być związn z wytępwniem drń. Spełnienie wrunku mplitudy i zy przy, wkzuje n itnienie ddtnie przężeni zwrtne dl npięci tłe. Ukłd będzie wówcz prcwć jk przerzutnik. Spełnienie

8 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 8/ wrunku mplitudy i zy przy wkzuje n t, że ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne będzie ukłdem różniczkującym i nie będzie ympttycznie tbilny w uprzedni zdeiniwnym enie, dyż itnieje rniczne i kńczne pbudzenie np. impul prtkątny, dl które dpwiedź jet nierniczn impuly Dirc. Znjmść pulcji, przy której jet pełniny wrunek zy i pulcji M, przy której T j, pzwl w tbilnyc ukłdc kreślić zp mdułu M i zp zy M zwne również mrinemi tbilnści, zdeiniwne ntępując: M db] l T j 9.7 [ T M 9.8 Zpy te interpretuje ię jk wrtści, które muiłby ię zmienić dpwiedni mduł T j lub z, by ukłd przetł być tbilny tk interpretcj będzie pdn w T przykłdc n ry.9. i ry.9.4. W ukłdc z ujemnym przężeniem zwrtnym tkic jk wzmcnicze zerkpmwe żąd ię, by wrtść zpu mdułu był rzędu M db, zpu zy rzędu. Przykłd 9.. N ry. 9. wykreśln ymptty i crkterytyki Bde tunku zwrtne Tj dl ukłdu z przykłdu 9.. l T j l db l 9 M db dek M l T Ry. 9.. Wykrey Bde M l

9 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 9/ Itnieje jedn pulcj /, przy której jet pełniny wrunek zy T. Przy tej pulcji mmy T j / 9, kąd wynik, że krytyczną wrtścią wzmcnieni wzmcnicz jet 9. Ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne, kr będzie tbilny, dy 9, dyż wtedy T. Przy 9 ukłd tje ię nietbilny i dr z pulcją /. Wykreśljąc crkterytyki przy kreślnej wrtści wzmcnieni, przy której ukłd jet tbilny, mżn dczytć z wykreów wrtść zpu mdułu M i zy... Metd Nyquit Jet t metd riczn bdni tbilnści plejąc n bdniu tunku zwrtne Tj przedtwine w rmie wykreu bieunwe. Wykre bieunwy, dr Tj, zwny wykreem Nyquit, jet linią prmetryczną zmkniętą, mjącą kreślny zwrt przy prmetrze zmienijącym ię d d. Wykre jet prządzny dl pulcji i zwze rzpczyn ię i kńczy n i liczb rzeczywityc, dyż dl npięci tłe i niekńczenie wielkiej częttliwści wzmcnienie twrtej pętli jet liczbą rzeczywitą. Pztł część wykreu Nuquit dl pulcji jet zwiercidlnym dbiciem pprzez ś liczb rzeczywityc części wykreu dl. Wynik t tąd, że Tj jet unkcją wymierną wpółczynnikc rzeczywityc i część rzeczywit Re Tj jet unkcją przytą, część urjn Im Tj unkcją nieprzytą. Kryterium tbilnści Nyquit brzmi ntępując. Jeżeli ukłd z twrtą pętlą przężeni zwrtne jet tbilny i wykre Nyquit nie bejmuje punktu krytyczne P j, t ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne będzie tbilny. kr Przykłd 9.4. N ry.9.4 wykreśln krzywą Nyquit tunku zwrtne Tj dl ukłdu z przykłdu 9..

10 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / jimt - j 9 j T 9 Fj T j T j Obzr USZ Obzr DSZ M P kr 9 M ReT j Ry Wykre Nyquit j 9 Z wykreu wynik, że krytyczną wrtścią wzmcnieni wzmcnicz jet 9. Jeżeli, kr 9, t wykre Nyquit nie bejmuje punktu krytyczne P kr i bwód z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne będzie tbilny. Jeżeli 9, t wykre Nyquit bienie dwukrtnie punkt krytyczny P kr, wkzując n itnienie dwóc bieunów ddtniej części rzeczywitej dl trnmitncji ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne. Będzie t ukłd nietbilny, drjący z pulcją /. Z wykreu Nyquit łtw mżn ricznie wyznczyć pulcje M i związne z zpem mdułu i zy. Pulcj M dpwid punktwi przecięci wykreu Nyquit z kręiem jedntkwym śrdku w pczątku ukłdu wpółrzędnyc. Pulcj dpwid njbliżzemu w tunku d punktu krytyczne P kr przecięciu wykreu Nyquit z ujemną półią liczb rzeczywityc ry.9.4. Z wykreu Nyquit mżn również kreślić zkre częttliwści, dl któryc przężenie zwrtne jet ddtnie i ujemne. Sprzężenie zwrtne jet ddtnie DSZ dl tyc pulcji, dl któryc wykre Nyquit jet zwrty wewnątrz kręu jedntkwe śrdku w punkcie krytycznym P kr. Dl pulcji pz tym kręiem przężenie zwrtne jet ujemne

11 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / USZ. Jk wynik z ry. 9.4 przężenie zwrtne jet ddtnie dl pulcji i ujemne dl pulcji, dzie /.. Opi zetwu ćwiczeniwe.. Opi bdne ukłdu Bdny ukłd ze przężeniem zwrtnym zmntwn n jednej płytce bwdu drukwne. Ukłd kłd ię ze wzmcnicz zrelizwne n dwóc wzmcniczc percyjnyc μa 74 rz trzec d wybru pętli przężeni zwrtne ry.9.. E PP R R x kω 7 μa74 μa74 R 8 R μf μf 4 8 S R PP L, m : n, n L m 4 C R kω nf S4 PP S R PPb C R 4 C b R 7, kω C, nf S R PPc C 4 R C R C c Ry. 9.. Scemty bdnyc ukłdów przężeni zwrtne Wzmcnicz jet częścią ukłdu d punktu pmirwe PP d PP przy przełącznikc S, S, S w dlnym płżeniu. Z pmcą przełącznik S4 dknuje ię wybru ukłdu wzmcnicz bez dwrcni zy órne płżenie przełącznik S4 lub z dwrcniem zy dlne płżenie przełącznik S4. Rezytrem reulwnym R x zmieni ię wzmcnienie wzmcnicz

12 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / Rx, R R x, R S4 ór S4 - dól 9.9 które przyjmuje wrtść z przedziłu 4 lub 4 zkłdjąc, że częttliwść prcy jet dttecznie mł i wzmcnicze percyjne ą bezinercyjne. Wzmcnienie wzmcnicz utwi ię berwując mplitudę ynłu wejściwe i wyjściwe n ekrnie cylkpu dwutrumieniwe lub n wltmierzu wektrwym. Pzczeólne pętle przężeni zwrtne pzwlją zrelizwć ntępujące ukłdy przy tkim dbrze, by zcdził ddtnie przężenie zwrtne enertr Meiner; b enertr Wien; c enertr z przeuwnikiem zy RC. Dl ułtwieni nlizy wybrne ukłdu, w tbeli 9. zetwin włściwści ukłdów z pzczeólnymi pętlmi przężeni zwrtne.

13 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / Tbel 9.. Crkterytyki bdnyc ukłdów ze przężeniem zwrtnym nr l R n nr l nr lt db T R n db dek R l l R n nr L C kz ImT,4 kz RC L C R n nr l R n nr l, kr l db r 8 9, kr R n nr l l b lt l l db T db dek l l ImT ReT,4 kz RC l l l db r, kr 9 l l c lt l l db T db dek l l 9 ImT ReT l l r l l

14 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 4/ W bdnym ukłdzie tunek zwrtny T j / PP PP jet npięciwą trnmitncją ze znkiem minu d punktu PP d punktu PP, przy dlnym płżeniu przełączników S, S, S, c dpwid przerwniu pętli przężeni zwrtne. Trnmitncj ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne j PP / PP jet mierzn d punktu PP d PP, przy órnym płżeniu wybrne przełącznik S, S lub S zmknięcie wybrnej pętli przężeni zwrtne. Przełączniki pztłyc dwóc pętli przężeni zwrtne pwinny znjdwć ię w płżeniu dlnym. Te dwie nie wykrzytne pętle przężeni zwrtne nie będą miły wpływu n włściwści rezty ukłdu, dyż ą pdłączne d wyjści wzmcnicz percyjne, które jet źródłem npięciwym prktycznie zerwej impedncji wewnętrznej. Ukłd zdnie z złżenimi relizuje n wejściu węzeł umcyjny, dyż npięci z enertr i zwrtne pdwne n wejście wzmcnicz percyjne pprzez rezytncje R ą umwne. Tkże przerwnie pętli przężeni zwrtne dbyw ię w tki pób, że nie ntępuje zmin bciążeni czwórnik przężeni zwrtne, więc i nie zmieni ię je trnmitncj. Dzieje ię tk dlte, że niezleżnie d płżeni przełącznik S, S, S; n lew d punktu PP jet widzin rezytncj R. Ztwne w bdnym ukłdzie wzmcnicze percyjne μa 74 wymją dprwdzeni npięć ziljącyc. Npięci te dprwdz ię d płytki z bdnym ukłdem z zewnętrzne zilcz z pśrednictwem przedłużcz zkńczne złączmi wielkkntktwymi... Zetw pmirwy i metd pmiru Ukłd ze przężeniem zwrtnym jet bdny w zetwie pmirwym z ry. 9.. Wltmierz cyrwy L, wkźnik A l Genertr B db Wltmierz wektrwy L db A B Czętścimierz Wltmierz cyrwy L, wkźnik Ocylkp ktdwy Płytk z bdnym ukldem Y Y Zilcz L Ry. 9.. Scemt blkwy ukłdu pmirwe

15 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / Crkterytyki częttliwściwe tunku zwrtne T j i ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne j mierzy ię z pmcą enertr drń inuidlnyc i wltmierz wektrwe. Te me przyrządy pzwlją utwić wymne wzmcnienie wzmcnicz dczyt wzmcnieni w decybelc z wltmierz wektrwe. N wyjściu bdne ukłdu jet pdłączny cylkp pzwljący berwwć kztłt ynłu wyjściwe. Synł wyjściwy z enertr nie mże mieć zbyt dużej mplitudy, by nie ntąpiły zniekztłceni nieliniwe we wzmcniczc percyjnyc. N ekrnie cylkpu berwuje ię też zminy mplitudy ynłu pd wpływem ddtnie lub ujemne przężeni zwrtne rz drni nietbilne ukłdu przy dłącznym enertrze. Z pmcą czętścimierz mierzy ię częttliwść drń ukłdu nietbilne rz zminy częttliwści drń przy wzrście zniekztłceń enerwne przebieu. 4. Prrm wyknni ćwiczeni A Przytwnie ćwiczeni. Wybierz jedną z trzec dtępnyc truktur pętli przężeni zwrtne, b lub c. Obliczyć tunek zwrtny T, różnicę zwrtną β i trnmitncję ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne,. Zbdj tbilnść ukłdu metdą Rut-urwitz. Wyzncz zkre tbilnści ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne. Wyzncz wrtść krytyczną wzmcnieni wzmcnicz,kr i częttliwść drń ukłdu nietbilne.. Wybierz wrtść relizwlną w bdnym ukłdzie, przy której ukłd jet tbilny. Wykreśl ymptty i crkterytyki Bde tunku zwrtne T j n ic dciętyc przyjmij jk zmienne nie pulcje, le częttliwści. Oblicz i zinterpretuj n wykrec zp mdułu M i zp zy. 4. Sprządź wykre Nyquit. Zinterpretuj n wykreie zp mdułu M i zp zy. Zinterpretuj ricznie zkre ddtnie i ujemne przężeni zwrtne. Wybierz częttliwść d w zkreie ddtnie przężeni zwrtne i lub częttliwść u w zkreie ujemne przężeni zwrtne rz blicz F j [db] i F j [db].. Wykreśl ymptty i crkterytyki Bde trnmitncji ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne j n ic dciętyc przyjmij jk zmienne nie pulcje, le częttliwści. B Ekperymenty i pmiry. W bdnym ukłdzie utl wrtść wzmcnieni wzmcnicz wybrną w punkcie A. Zmierzy crkterytyki częttliwściwe tunku zwrtne T j. Wyniki pmirów nnś we wpólnym ukłdzie wpółrzędnyc z wykremi crkterytyk przewidywnyc teretycznie w punkcie A i A4.. Zmierz crkterytyki częttliwściwe trnmitncji j ukłdu z zmkniętą pętl przężeni zwrtne. Wyniki pmirów nnś we wpólnym ukłdzie wpółrzędnyc z wykremi crkterytyk przewidywnyc teretycznie w punkcie A.. Przy częttliwścic d i u tkic jk w punkcie A4, zmierz różnicę wzmcnieni ukłdu z twrtą i zmkniętą pętlą przężeni zwrtne, drywując też cylrmy npięć wyjściwyc. Zberwuj drywując cylrmy, że przy dttecznie dużym pzimie d u

16 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / ynłu, dy przebie npięci wyjściwe jet zniekztłcny, wprwdzenie ddtnie przężeni zwrtne pwduje wzrt zniekztłceń, ujemne przężenie zwrtne zmniejz zniekztłceni. 4. Wyzncz ekperymentlnie wrtść wzmcnieni wzmcnicz,kr,pm, przy której ukłd z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne jet nietbilny rz zmierz częttliwść drń,pm. Zmierzy i wykreśl zleżnść częttliwści drń w unkcji wzmcnieni wzmcnicz. Odryuj trzy cylrmy npięci wyjściwe ilutrując wzrt zniekztłceń enerwne przebieu w unkcji wzrtu mdułu wzmcnieni wzmcnicz. Zberwuj n cylkpie dwutrumieniwym, że npięci wejściwe i wyjściwe mją tką mą mplitudę i zę w miejcu przerwni pętli przężeni zwrtne przy, i kr dryuj cylrmy npięci wejściwe z PP i wyjściwe z PP. C Oprcwnie wyników i dykuj. Prównj wyniki bdni tbilnści ukłdu przeprwdzne metdą Rut-urwitz, metdą Bde i metdą Nyquit. W jki pób będą ię zmieniły wykrey Bde tunku zwrtne T j i wykre Nyquit przy zminc wzmcnieni wzmcnicz?. Prównj wyniki bliczeń i pmirów crkterytyk Bde tunku zwrtne T j i wykreu Nyquit z punktów A, A4 i B. Przedykutuj wpływ twnyc metd nlizy i metd pmirwyc n wytępujące rzbieżnści.. Prównj wyniki bliczeń i pmirów crkterytyk częttliwściwyc trnmitncji j ukldu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne z punktu A i B. Przedykutuj wpływ twnyc metd nlizy i metd pmirwyc n zberwwne rzbieżnści. 4. Prównj przewidywny w punkcie A4 i zmierzny w punkcie B wpływ ddtnie i ujemne przężeni zwrtne n wzmcnienie ukłdu i kztłt przebieu npięci wyjściwe.. Prównj przewidywną w punkcie A i zmierzną w punkcie B4 krytyczną wrtść wzmcnieni wzmcnicz,kr i częttliwści drń. Jk jet nieliniw pprwk częttliwści i jki jet jej związek z pzimem zniekztłceń npięci wyjściwe?. Wyprwdź wzór 9. n wrżliwść ukłdu ze przężeniem zwrtnym. 7. Wyprwdź wzór n trnmitncję bdne ukłdu. 8. Wyjśnij, dlcze wykre Nyquit dl prktycznyc ukłdów zwze rzpczyn ię i kńczy n i liczb rzeczywityc i jet ymetryczny wzlędem tej i? 9. Pdj przykłdy ztwni ukłdu ze przężeniem zwrtnym.. Kmputerwe przytwnie ćwiczeni CW.9 P. UKLAD ZE SPRZEZENIEM POPRZEZ TRANSFORMATOR * +IN -IN OUT.SUBCKT ua74 RI MEGm R 4 km R 77m R 7.77km R km R km RO 7m

17 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 7/ C 4 9nF C pf C 7 pf C4 8 pf C 9.pF G 4 TABLE {,} -79.m,-79.mA 79.m,79.mA E 4. E 9. D DZ D DZ.MODEL DZ DB=9.ENDS ua74 IN AC R 7.km Rx km ; wzmcnienie = - Rx/7.km X ua74 R 4 km C 4 nf L 4 m L.m K L L.999 *R 7.km ; dy petl jet twrt R 7.km ; dy petl jet zmkniet.ac DEC.kz kz.probe.end -db deltm=db T [db] =-8-8.4dB - - +db/dek -db/dek Wplyw nieid. WO - =kz -4 z.kz.kz Kz Kz Kz db Frequency

18 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 8/ 7d rt 4d =-8 d d 8d d 8d 9d Wplyw nieid. WO 4d =kz d z.kz.kz Kz Kz Kz P+8d Frequency m 4m jimt =-8 m m m -m Punkt krytyczny - i==kz /=-.8 /deltm=.8 =kz -m =z -m -m -4m ReT -m I/ - R/ Ry Wykrey Bde i wykre Nyquit twrtej pętli ukłdu z trnrmtrem

19 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 9/ A [db] 8 4 =-8 8dB Wplyw nieid. WO =kz z.kz.kz Kz Kz Kz db Frequency -4d =-8 8dB -d -8d -d Wplyw nieid. WO -d =kz -4d z.kz.kz Kz Kz Kz P Frequency Ry Crkterytyki częttliwściwe ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne ukłd z trnrmtrem CW.9 P. UKLAD ZE SPRZEZENIEM POPRZEZ DZIELNIK RC WIENA * +IN -IN OUT.SUBCKT ua74 RI MEGm R 4 km R 77m R 7.77km R km R km RO 7m C 4 9nF

20 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / C pf C 7 pf C4 8 pf C 9.pF G 4 TABLE {,} -79.m,-79.mA 79.m,79.mA E 4. E 9. D DZ D DZ.MODEL DZ DB=9.ENDS ua74 IN AC R 7.km Rx 7 8km ; wzmcnienie = Rx/7.km X 7 ua74 R km R4 8 7.km X 8 ua74 C 4.nF R 4 7.km C.nF *R 7.km ; dy petl jet twrt R 7.km ; dy petl jet zmkniet.ac DEC.kz kz.probe.end -4 T [db] -db deltm=db = db/dek -db/dek - - =.4kz -4 z z.kz.kz Kz Kz Kz db Frequency

21 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / 8d rt 7d =.4 4d d 8d d d 8d 9d =.4kz 4d z z.kz.kz Kz Kz Kz P+8d Frequency m 4m jimt =.4 m m m -m Punkt krytyczny - =.4kz -/ /deltm=.8 kz -m z -m -m -4m ReT -m I/ -R/ Ry Wykrey Bde i wykre Nyquit twrtej pętli ukłdu z dzielnikiem RC Wien

22 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / [db]. db =.4 =.4kz z z.kz.kz Kz Kz Kz db Frequency d r =.4 4d d -d -d -4d =.4kz -d z z.kz.kz Kz Kz Kz P Frequency Ry. 9.. Crkterytyki częttliwściwe ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne ukłd z dzielnikiem RC Wien CW.9 P. UKLAD ZE SPRZEZENIEM POPRZEZ PRZESUWNIK FAZY RC * +IN -IN OUT.SUBCKT ua74 RI MEGm R 4 km R 77m R 7.77km R km R km RO 7m C 4 9nF

23 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / C pf C 7 pf C4 8 pf C 9.pF G 4 TABLE {,} -79.m,-79.mA 79.m,79.mA E 4. E 9. D DZ D DZ.MODEL DZ DB=9.ENDS ua74 IN AC R 7.km Rx 7km ; wzmcnienie = - Rx/7.km X ua74 C.nF R 7.km C 4.nF R 4 7.km C 4.nF *R 7.km ; dy petl jet twrt R 7.km ; dy petl jet zmkniet.ac DEC.kz MEGz.PROBE.END T [db] =- - deltm=9.db - +db/dek -4 - i=/qrt=.4kz =.4kz -8 z z.kz.kz Kz Kz Kz Kz.Mz db Frequency

24 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 4/ d rt 7d d 8d d d d d =.4kz -d i=.4kz -d z z.kz.kz Kz Kz Kz Kz.Mz P+8d Frequency. jimt = Punkt krytyczny - i=.4kz =Mz = /deltm=/9-4. ReT I/ -R/ Ry. 9.. Wykrey Bde i wykre Nyquit twrtej pętli ukłdu z przeuwnikiem zy RC

25 Andrzej Leśnicki Lbrtrium Synłów Anlwyc, Ćwiczenie 9 / [db] =- -db/dek -.8dB /-^/=.kz =.4kz - z z.kz.kz Kz Kz Kz Kz.Mz db Frequency d r =- 8d d 4d d d.kz.4kz 8d z z.kz.kz Kz Kz Kz Kz.Mz P Frequency Ry. 9.. Crkterytyki częttliwściwe ukłdu z zmkniętą pętlą przężeni zwrtne ukłd z przeuwnikiem zy RC