Исследование однофазного транзисторного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией

Федеральное Агентство по Образованию РФ 

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) 

Кафедра ПрЭ 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №1

 по  курсу «Импульсно-модуляционные системы»

ИССЛЕДОВАНИЕ  ОДНОФАЗНОГО ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ  С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 
 
 
 
 
 
 
 

ПРОВЕРИЛ:             ВЫПОЛНИЛИ:

Преподаватель кафедры ПрЭ:                     Студенты гр. 366-1

Федотов В. А.__________                                                                    Поровская А.Я.________      

           Хрущев  А.С.__________

           Шахрова И.В._________ 
 
 
 
 
 

2010

 

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Экспериментальное  исследование немодулированной  и модуляционной последовательности  прямоугольных импульсов при  изменяемой кратности квантования.

1.2  Построение  и изучение зависимости коэффициента  гармоник от глубины модуляции  µ и от кратности квантования  q. 

2 РЕЗУЛЬТАТЫ  РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

2.1 Режим работы «Усиление однофазного напряжения методом ШИР».

Рисунок 2.1.1 – Однофазный транзисторный преобразователь

Таблица 2.1.1 – Данные для построения эффективного значения выходного напряжения от относительной длительности импульса

Рисунок 2.1.2 – Зависимость

Таблица 2.1.2 – Данные для построения среднего значения выходного напряжения от относительной длительности импульса

Рисунок 2.1.3 – Зависимость среднего значения выходного напряжения от относительной длительности импульса  

Рисунок 2.1.4 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц

2.2 Режим работы «Усиление переменного синусоидального напряжения, наложенного на постоянную составляющую, методом ШИМ».

Амплитуда сигнала  Em = 1 В

Частота сигнала  f = 2 Гц

 

Период сигнала 

Глубина модуляции

Модулирующий  сигнал

Формирование  пилы

 при кратности квантования  q=6

Модулированная  последовательность импульсов

Рисунок 2.2.1 – Зависимость ШИМ – 1, пилообразного напряжения и входного сигнала. 

Рисунок 2.2.2 – Зависимость ШИМ-сигнала, восстановленного из его гармоник при q=6

 

Рисунок 2.2.3 – Зависимость спектрального состава заданного ШИМ-сигнала при q=6. 

Таблица 2.2.1 – Данные для построения зависимости амплитуды напряжения пульсации на нагрузке от частоты ШИМ

Рисунок 2.2.4 – Зависимость амплитуды напряжения пульсации на нагрузке от частоты ШИМ

 

Таблица 2.2.2 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

 

Рисунок 2.2.5 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

2.3 Режим работы «Формирование прямоугольного переменного напряжения».

Таблица 2.3.1 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

Рисунок 2.3.1 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

 

Рисунок 2.3.2 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц 

2.4 Режим работы «Усиление переменного синусоидального напряжения методом ШИМ». 

Модулирующий  сигнал

Модулированная  последовательность импульсов

 

Рисунок 2.4.1 – Зависимость ШИМ – 1, пилообразного напряжения и входного сигнала.

 

Рисунок 2.4.2 -  Зависимость ШИМ-сигнала, восстановленного из его гармоник при q=6. 

Рисунок 2.4.3 – Зависимость спектрального состава заданного ШИМ-сигнала при q=6 

Таблица 2.4.1 – Данные для построения зависимости действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

 

 

Рисунок 2.4.4 – Зависимость действующего напряжения на нагрузке от глубины модуляции µ

µ

Рисунок 2.4.5 – Амплитудно-частотный спектр сигнала при частоте 40 кГц 

3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе был исследован однофазный транзисторный преобразователь с ШИМ.

Спектр  сигнала имеет арочную структуру. Внутри массивов гармоники затухают быстро, а от массива к массиву  медленно. При уменьшении глубины  модуляции картина спектра меняется: ширина арок, количество спектральных линий под аркой, мешающие компоненты уменьшаются, сигнал составляют гармоники  все большей частоты (следовательно  необходимо учитывать гармоники  более высших составляющих). По мере снижения q  количество спектральных линий под огибающей увеличивается. Образуется сложная картина перекрытия массивов гармоник указанных частот. Сигнал составляют гармоники все меньшей частоты (следовательно необходимо учитывать гармоники составляющих с меньшими частотами). При минимальной кратности квантования q = 2 массивы снова упорядочиваются.