Міністерство освіти та науки України Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра ТРР / Звіт до Лабораторної роботи №5 На тему: Перетворення сигналів в нелінійних колах З дисципліни Основи теорії кіл  1. Експериментальне визначення спектра сигналу на вході івиході нелінійного кола. Зняття осцилограм вхідного та вихідного сигналів 2. Порівняння спектрів та форми сигналів на вході і виході нелініґіного кола. 3. Визначення коефіцієнтів поліноміальної апроксимації вольт-амперноїхарактеристики нелінійного елемента. 4. Представлення амплітудних спектральнихдіаграм вхідної напруги та струму через нелінійне коло. 2 Теоретичні відомості: Основні перетворення сигналів в радіоелектроніці здійснюються в нелінійних колах або в лінійних колах із змінними параметрами. Нелінійні елементи (НЕ), які є складовими нелінійних кіл, умовно поділяють на резистивні (безінерційні) НЕ і реактивні (інерційні) НЕ. Для радіоелекттюнних пристроїв найбільш характерними і поширеними резистивними НЕ є напівпровідникові, лампові та інші прилади, шо мають нелінійну вольт-амперну характеристику (ВАХ). Як правило, ВАХ нелінійного елемента отримують експериментально; набагато рідше вдасться знайти Так із теоретичного аналізу. Для вивчення процесів в радіоелектронних колах, шо містять такі елементи, необхідно представити ВАХ нелінійного елемента в математичній формі, зручній для аналізу. Простим і доволі точним способом може бути представлення ВАХ у вигляді таблиці. Цей спосіб може бути зручним при комп’ютерному аналізі процесів у колах: аргумент і функція утворюють двомірний масив чисел. Якщо дослідження необхідно проводити не числовими, а аналітичними методами, то необхідно підібрати таку апроксимуючу функцію, яка, будучи досить простою, відображала б усі найважливіші особливості експериментально знятої ВАХ з достатнім ступенем точносггі. 2.1. Перетворення форми та спектра сигналу в нелінійних колах Між формою сигналу та його частотним спектром існує однозначний взаємозв’язок, який описується прямим та зворотним перетвореннями Фур'є. Проте часто доцільно розглядати форму сигналу та його частотний спектр окремо, оскільки в одних випадках дослідника цікавить зміна форми сигналу, а в інших - перетворення спектра. Задачі перетворення форми чи спектра сигналу можна розв’язувати як графічно, так і аналітично. Графічні методи наочні і не вимагають аналітичного опису ВАХ нелінійних компонентів. Проте результати графічного аналізу не мають загального характеру, вони не забезпечують високої точності, мало придатні для математичної обробки. Аналітичні методи можуть забезпечити більш високу точність розрахунків, краще придатні для узагальнень, проте вимагають аналітичного опису ВАХ нелінійних компонентів. В більшості випадків для аналізу перетворень фор.ми сигналів в нелінійних колах застосовують графічні методи, а для аналізу перетворень спектра - аналітичні методи. 2.2 Графічні методи аналізу перетворень форми сигналів в нелінійних резистивних колах У загальному випадку задача аналізу перетворень форми сигналуформулюється так: деякий нелінійний перетворювач характеризується графічногаданою характеристикою у - f(х). ле х - вхідний сигнал, у - вихідний сигнал Відома часова залежність вхідного сигналу х(І). Треба знайти часову залежність вихідного сигналу y(t). Найбільш поширеним графічним методом розв'язання такої задачі є т. зв.метод трьох координатних площин, який грунтується на використанні плошинихарактеристики у = f(х) нелінійного перетворювача, плошини часової залежностіx(t) вхідного сигналу та площини часової залежності y(t) вихідного сигналу. Проілюструємо застосування методу трьох плошин на конкретних прикладах. / Рис.1 - Коло для аналізу методом трьох площин а) Дія джерело напруги на нелінійний резистор (рис. /. а). В даному випадку характеристикою нелінійного перетворювача є ВАХ нелінійного резистора І = f(ur), вхідним сигналом - напруга джерела uвх(і), вихідним сигналом - струм нелінійного резистора i(t). Для спрощення графі...