komplexní napěťový přenos lineárních dvojbranů a možnosti jeho měření (1.část)




ÚVOD

Komplexní napěťový přenos můžeme vyjádřit modulovou a argumentovou, respektive amplitudovou a fázovou charakteristikou. Amplitudová charakteristika vyjadřuje závislost modulu přenosu dvojbranu na frekvenci. Fázová charakteristika pak závislost fázového posunu dvojbranu na frekvenci. Grafické znázornění těchto charakteristik v daném frekvenčním rozsahu je velmi vhodné pro popis vlastností dvojbranů. Možností měření fázového posunu a modulu přensu, respektive fázové a amplitudové charakteristiky, je velmi mnoho.

KOMPLEXNÍ NAPĚŤOVÝ PŘENOS

TEORIE

Komplexní napěťový přenos popisuje vlastnosti dvojbranu. Dvojbran je obecně elektronické zařízení se vstupní a výstupní branou. V našem případě budeme uvažovat, že se jedná o lineární dvojbran, tedy obvod obsahující pouze lineární prvky.

www.elweb.cz
elweb.cz
LINEÁRNÍ DVOJBRAN

www.elweb.cz

Pokud budíme vstupní bránu dvojbranu harmonickým signálem a dojde k ustálení všech přechodových dějů, můžeme definovat komplexní napěťový přenos takovéhoto dvojbranu jako podíl fázorů výstupního a vstupního napětí.

www.elweb.cz
elweb.cz

www.elweb.cz

Tento komplexní výraz můžeme rozdělit na reálnou a imaginární složku, respektive modul a argument. Modul komplexního napěťového přenosu je dán podílem modulů (amplitud) výstupního a vstupního napětí.

www.elweb.cz
elweb.cz

www.elweb.cz

Modul Au často vyjadřujeme v logaritmické míře

www.elweb.cz
elweb.cz

www.elweb.cz

Argument komplexního napěťového přenosu je dán rozdílem argumentů (fází) výstupního a vstupního napětí. Tomuto argumentu říkáme fázový posuv (fázový rozdíl, časový rozdíl vztažený na periodu).

www.elweb.cz
elweb.cz

www.elweb.cz

Modul i fáze komplexního napěťového přenosu jsou u většiny obecných lineárních dvojbranů frekvenčně závislé. Modul a fázi je tedy vhodné vyjádřit jako funkci frekvence. Frekvenční závislost modulu komplexního napěťového přenosu nazýváme modulová charakteristika (nebo také amplitudová charakteristika). Frekvenční závislost argumentu komplexního napěťového přenosu nazýváme argumentová charakteristika (nebo také fázová charakteristika). Vzhledem k tomu, že se v této práci jedná především o praktický a nikoli matematický popis, budu se v následujícím textu držet pojmů amplitudová charakteristika a fázová charakteristika.

VÝCHOZÍ MODEL MĚŘENÍ KOMPLEXNÍHO PŘENOSU

K popisu většiny dále uvedených metod měření komplexního přenosu lze obecně použít následující zjednodušené blokové schéma měření komplexního přenosu dvojbranu.

www.elweb.cz
elweb.cz
VÝCHOZÍ MODEL MĚŘENÍ KOMPLEXNÍHO PŘENOSU

www.elweb.cz

V tomto schématu je měřený dvojbran označen zkratkou DUT (z anglického Device Under Test). Na jeho vstupní bránu je připojen generátor harmonického signálu (G) s proměnnou výstupní frekvencí. Pomocí dvou střídavých voltmetrů je měřena amplituda napětí na vstupní a výstupní bráně a fázoměrem je měřen fázový posun napětí mezi vstupní a výstupní branou. Rezistory R1 a R2 mohou realizovat případné impedanční přizpůsobení.

ZÁKLADNÍ METODY MĚŘENÍ

Většina „jednoduchých“ metod se zabývá měřením amplitudové a fázové charakteristiky odděleně a „bod po bodu“ a vychází z výše uvedeného obecného modelu z obr. 2.2. Měření těmito metodami probíhá v jednom okamžiku tedy vždy jen pro jednu hodnotu frekvence. Pro změření amplitudové a fázové charakteristiky je potřeba provést dostatečný počet měření pro jednotlivé hodnoty frekvence v celém zkoumaném frekvenčním rozsahu.


Pokračování příště...


obrázek/schéma ve formátu gif
fotografie/obrázek ve formátu jpg

<< předchozí článek
0004metody generování (nejen) harmonického signálu
další článek     >>
0004možnosti měření fázového posunu dvou harmonických signálů

(c) Martin Olejár, 1999 ÷ 2017 :: www.elweb.cz :: kontakt TOPlist