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
| Uвых,%
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
| Uэф.вых,В
|
2,155 |
4,177 |
4,683 |
6,754 |
8,324 |
10,14 |
11,74 |
12,95 |
14,05 |
14,95 |
15,74 |
Рисунок 2.1.2 – Зависимость 
Таблица 2.1.2 – Данные для построения среднего значения выходного напряжения от относительной длительности импульса
| Uвых,%
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
| Uср.вых,В
|
2,08 |
1,992 |
1,584 |
1,82 |
1,505 |
1,48 |
1,276 |
1,292 |
1,749 |
1,249 |
1,492 |
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
| Am,В
|
30,8 |
30,81 |
30,85 |
30,9 |
31,01 |
31,08 |
31,33 |
| fм,Гц
|
50 |
78,05 |
100 |
128,05 |
143,9 |
165,85 |
200 |
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
| µ |
0 |
0,1 |
0,21 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,81 |
0,91 |
0,99 |
| Uд,В
|
1,9 |
2,98 |
3,27 |
5,84 |
7,39 |
9,99 |
10,85 |
12,38 |
13,18 |
14,34 |
15,79 |
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
| µ |
0 |
0,2 |
0,27 |
0,35 |
0,4 |
0,5 |
| Uд,В
|
1,7 |
5,25 |
6,52 |
7,91 |
8,37 |
10,56 |
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
| µ |
0 |
0,12 |
0,22 |
0,33 |
0,43 |
0,52 |
0,61 |
0,71 |
0,81 |
0,9 |
0,99 |
| Uд,В
|
1,96 |
3,75 |
4,1 |
5,045 |
8,61 |
10,28 |
10,73 |
11,7 |
12,41 |
14,88 |
15,61 |
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.
|