BODE ნაკვეთები

დაწკაპეთ ან დააწექით მაგალითი სქემები ქვემოთ რომ მოიძიონ TINACloud და აირჩიეთ ინტერაქტიული DC რეჟიმში ანალიზი მათ ონლაინ.
მიიღეთ დაბალი ღირებულება ხელმისაწვდომობის TINACloud შეცვალონ მაგალითები ან შექმნათ თქვენი საკუთარი სქემები

AC სქემების ყველაზე საინტერესო ფუნქციები - რთული წინაღობა, ძაბვის გადაცემის ფუნქცია და მიმდინარე გადაცემის თანაფარდობა დამოკიდებულია სიხშირეზე. რთული სიდიდის დამოკიდებულება სიხშირეზე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რთულ სიბრტყეზე (Nyquist სქემა) ან რეალურ თვითმფრინავებში, როგორც აბსოლუტური მნიშვნელობის ცალკეული ნაკვეთები (ამპლიტუდის ნაკვეთი) და ფაზა (ფაზური ნაკვეთი).

ამპლიტუდის ნაკვეთისთვის იყენებენ სწორხაზოვან ვერტიკალურ მასშტაბს, მაგრამ მას შემდეგ, რაც გამოიყენება dB ერთეულები, ეფექტი იმაში მდგომარეობს, რომ ვერტიკალური მასშტაბის ნაკვეთი ამპლიტუდის ლოგარითის მიხედვით დგება. ამპლიტუდა A წარმოდგენილია 20log10 (A) სახით. სიხშირეზე ჰორიზონტალური მასშტაბი არის ლოგარითმული.

დღეს რამდენიმე ინჟინერი ხატავს ბოდეს ნაკვეთებს ხელით, სამაგიეროდ კომპიუტერებს ეყრდნობა. თინას აქვს ძალიან მოწინავე ობიექტები ბოდეს მიწის ნაკვეთებისთვის. ამის მიუხედავად, Bode ნაკვეთების ხატვის წესების გაგება ხელს შეუწყობს თქვენი წრეების დაუფლებას. შემდეგ პარაგრაფებში ჩვენ წარმოვადგენთ ამ წესებს და შევადარებთ დახაზულ ხაზოვანი მიახლოების მრუდებს TINA– ს ზუსტ მრუდებთან.

ესკიზის ფუნქცია ზოგადად ა ფრაქცია ან თანაფარდობა მრიცხველთა პოლინომიასთან და მნიშვნელის პოლინომიასთან. პირველი ნაბიჯი არის პოლინომების ფესვების მოძებნა. მრიცხველის ფესვებია ნულოვანიფუნქციის s, ხოლო მნიშვნელის ფესვებია ბოძზეs.

იდეალიზებული Bode ნაკვეთები არის გამარტივებული ნაკვეთები, რომლებიც შედგება სწორი ხაზის სეგმენტებისგან. სიხშირის ღერძზე პროგნოზირებული ამ სწორხაზოვანი სეგმენტების ბოლო წერტილები ბოძზე დევს და ნულოვანი სიხშირეა. ზოგჯერ ბოძებს უწოდებენ გათიშვის სიხშირექსელის es. უფრო მარტივი გამოთქმებისთვის, ჩვენ ვიცავთ s სიხშირეს: jw = s.

იმის გამო, რომ ნაკვეთის რაოდენობა შეთქმულია ლოგარითმული მასშტაბით, შეიძლება დაემატოს მრგვალი პროდუქტები, რომლებიც მიეკუთვნება პროდუქტის სხვადასხვა პირობებს.

აქ მოცემულია ბოდეს ნაკვთების მნიშვნელოვანი პრინციპების ჩამონათვალი და მათი ნახაზის წესები.

ის 3 დეციბელი წერტილი Bode ნაკვეთზე არის განსაკუთრებული, რაც წარმოადგენს იმ სიხშირეს, რომლის დროსაც ამპლიტუდა გაიზარდა მუდმივი მნიშვნელობიდან 3 დბ-ით. A– დან dB– ში A– მდე ვოლტ / ვოლტად გადაქცევა, ჩვენ ვ გადაჭრით 3 dB = 20 log10 A და მივიღებთ log10 A = 3/20 და, შესაბამისად, . -3 dB წერტილი გულისხმობს, რომ A არის 1 / 1.41 = 0.7.

გადაცემის ტიპიური ფუნქცია ასე გამოიყურება:

or

ახლა ჩვენ დავინახავთ, თუ როგორ შეიძლება სწრაფად დაპროგრამდეს გადაცემის ფუნქციები, როგორც ზემოთ მოყვანილი ფუნქციები (გადაცემის ფუნქციის მომატება dB– ზე სიხშირით Hz– ში). იმის გამო, რომ ვერტიკალური ღერძი წარმოდგენილია dB- ში, ეს არის ლოგარითმული მასშტაბით. შეგახსენებთ, რომ გადარიცხვის ფუნქციაში ტერმინების პროდუქტი ჩაითვლება როგორც ლოგარითმული დომენის პირობების ჯამი, ჩვენ ვნახავთ, თუ როგორ უნდა დავაახაზოთ ინდივიდუალური ტერმინები ცალკე და შემდეგ გრაფიკულად დავამატოთ ისინი საბოლოო შედეგის მისაღებად..

პირველი რიგის ვადის აბსოლუტური მნიშვნელობის მრუდი s აქვს ჰორიზონტალური ღერძის გადაკვეთის XXX dB / ათწლეულის ფერდობზე w = 1. ამ ტერმინის ფაზა 90° ნებისმიერი სიხშირით. K- ის მრუდიs ასევე აქვს 20 დბ / ათწლეულის ფერდობზე, მაგრამ ის კვეთს ღერძს w = 1 / K; ანუ, სადაც პროდუქტის აბსოლუტური ღირებულებაა ½K*s ½= 1.

მომდევნო პირველი რიგის ტერმინი (მეორე მაგალითი) s-1 = 1 / წ, ანალოგიურია: მისი აბსოლიტური მნიშვნელობა აქვს -20 დბ / ათწლეულის ფერდობზე; მისი ფაზა -90° ნებისმიერ სიხშირეზე; და ეს გადაკვეთს w-აქსის დროს w = 1. ანალოგიურად, ტერმინი აბსოლუტური ღირებულება K /s აქვს -20 დბ / ათწლეულის ფერდობზე; ფაზა არის -90° ნებისმიერი სიხშირით; მაგრამ ის კვეთს w ღერძი w = K, სადაც ფრაქციის აბსოლუტური მნიშვნელობა

½K/s ½= 1.

შემდეგი პირველი რიგის ვადაა ესკიზი 1 + sT. ამპლიტუდის ნაკვეთი ჰორიზონტალური ხაზია w1 = 1 / T, რის შემდეგაც იგი ფერდობზე ზევით 20 dB / ათწლეულში. ფაზა ტოლია ნული მცირე სიხშირეებში, 90° მაღალი სიხშირეები და 45° at w1 = 1 / ტ. ფაზის კარგი მიახლოებაა ის, რომ ნულოვანია 0.1 * მდეw1 = 0.1 / T და თითქმის 90-ია° ზემოთ 10 *w1 = 10 / ტ. ამ სიხშირეებს შორის ფაზური დიაგრამის მიახლოება შესაძლებელია სწორი ხაზის სეგმენტის საშუალებით, რომელიც აკავშირებს წერტილებს (0.1 *w1; 0) და (10 *w1; 90°).

უკანასკნელი პირველი რიგის ვადა, 1 / (1 + sT), აქვს -20 dB / ათწლეულის ფერდობზე დაწყებული კუთხის სიხშირე w1= 1 / ტ. ფაზა 0 მცირე სიხშირეზეა, -90° მაღალი სიხშირეებზე და -45° at w1 = 1 / ტ. ამ სიხშირეებს შორის ფაზის დიაგრამის მიახლოება შესაძლებელია სწორი ხაზით, რომელიც აკავშირებს წერტილებს (0.1 *w1; 0) და (10 *w1; - 90°).

ფუნქციის მუდმივი გამრავლების ფაქტორი დგება ჰორიზონტალური ხაზის პარალელურად w-აქსი.

მეორე რიგის მრავალნაირი რთული კონიუგატიური ფესვებით მივყავართ უფრო რთულ Bode შეთქმულებას, რომელიც აქ არ განიხილება.

მაგალითი 1

იპოვნეთ ეკვივალენტური წინაღობა და ესკიზეთ.

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ TINA ანალიზი, რომ ეკვივალენტური წინაღობის განტოლება მიიღოთ ანალიზით - სიმბოლური ანალიზით - AC გადაცემით.


დაწკაპეთ / ჩამოსასროლეთ ჩართვა ზემოთ ან დააჭირეთ ამ ბმულს გადავარჩინოთ Windows- ზე

მთლიანი წინაღობა: Z (s) = R + sL = R (1 + sL / R)

… და შემცირების სიხშირე: w1 = R / L = 5 / 0.5 = RAD / s f1 = 1.5916 Hz

გათიშვის სიხშირე შეიძლება ჩაითვალოს როგორც B3 ნაკვეთში +3 dB წერტილი. აქ 1.4 დბ წერტილი ნიშნავს 7.07 * R = XNUMX ohm.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ TINA შეამციროთ ამპლიტუდის და ფაზის მახასიათებლები თითოეული საკუთარი გრაფიკით:

გაითვალისწინეთ, რომ წინაღობის სიბრტყე იყენებს ხაზოვან ვერტიკალურ მასშტაბს და არა ლოგარითმული, ამიტომ არ შეგვიძლია გამოვიყენოთ 20 დბ / ათწლეულის tangent. როგორც წინაღობის, ისე ფაზის ნაკვეთებში, x- ღერძი არის w სიხშირეზე გაბერილი ღერძი Hz. წინაღობის დიაგრამისათვის y- ღერძი წრფივია და ემბსში გამოყოფს წინაღობას. ფაზური დიაგრამისათვის y- ღერძი წრფივი და აჩვენებს ფაზას გრადუსით.

მაგალითი 2

იპოვნეთ გადაცემის ფუნქცია V- სთვისC/VS. ამ ფუნქციის Bode ნაკვეთი ჩანახატი.


ჩვენ ვიღებთ გადაცემის ფუნქციას ძაბვის განყოფილების გამოყენებით:

ათვლის სიხშირე: w1 = 1 / RC = 1 / 5 * 10-6 = 200 krad / s f1 = 31.83 kHz

TINA– ს ერთ – ერთი ძლიერი თვისებაა მისი სიმბოლური ანალიზი: ანალიზი - „სიმბოლური ანალიზი“ - AC– ს გადაცემა ან ნახევრად სიმბოლური AC– ის გადაცემა. ეს ანალიზი გაძლევთ ქსელის გადაცემის ფუნქციას ან სრული სიმბოლური ფორმით, ან ნახევრად სიმბოლური ფორმით. ნახევრად სიმბოლურ ფორმაში გამოიყენება კომპონენტების მნიშვნელობების რიცხვითი მნიშვნელობები და ერთადერთი დარჩენილი ცვლადია s.

TINA ამახვილებს ფაქტობრივი Bode ნაკვეთს და არა სწორი ხაზის მიახლოებას. შემცირების რეალური სიხშირის დასადგენად გამოიყენეთ კურსორი –3 დბ წერტილის დასადგენად.


ამ მეორე შეთქმულებაში, ჩვენ გამოვიყენეთ TINA- ს ანოტაციის საშუალებები, რომ პირდაპირ ხაზების სეგმენტებიც გამოგვადგებინა.

კიდევ ერთხელ, y- ღერძი არის წრფივი და აჩვენებს ძაბვის თანაფარდობას dB ან ფაზაში გრადუსით. X- ან w-აქსი წარმოადგენს სიხშირე Hz- ში.

მესამე მაგალითში ჩვენ გვიჩვენებს, თუ როგორ ვიღებთ გამოსავალს სხვადასხვა ტერმინების დამატებით.

მაგალითი 3

იპოვნეთ ძაბვის გადაცემის დამახასიათებელი W = V2/VS და მიაპყროს მისი Bode დიაგრამები.
იპოვეთ სიხშირე, სადაც W- ის სიდიდე მინიმალურია.
მიიღეთ სიხშირე, სადაც ფაზის კუთხეა 0.

გადარიცხვის ფუნქციის ნახვა შეგიძლიათ TINA– ს ანალიზების მენიუში 'სიმბოლური ანალიზით' 'AC გადაცემის გამოყენებით.

ან "ნახევრად სიმბოლური AC გადაცემით".

ხელით, Mohm, nF, kHz ერთეულების გამოყენებით:

პირველი იპოვნეთ ფესვები:

ნულოვანი w01 = 1 / (რ1C1) = 103 რადი / ს მდე w02 = 1 / (რ2C2) = 2 * 103 რადი / ს

f01 = 159.16 Hz მდე f02 = 318.32 Hz

და ბოძები wP1 = 155.71 ს / ს მდე wP2 = 12.84 krad / s

fP1 = 24.78 Hz მდე fP2 = 2.044 kHz

გადარიცხვის ფუნქცია ე.წ. "ნორმალური ფორმით":

მეორე ნორმალიზებული ფორმა უფრო მოსახერხებელია Bode ნაკვეთის შედგენისთვის.

პირველი, იპოვნეთ გადაცემის ფუნქციის მნიშვნელობა f = 0 (DC) -ზე. შემოწმების საშუალებით, ეს არის 1 ან 0 დბ. ეს არის W (s) ხაზის ჩვენი ხაზოვანი მიახლოების საწყისი მნიშვნელობა. დახაზეთ ჰორიზონტალური ხაზის სეგმენტი DC– დან პირველი ბოძამდე ან ნულამდე, 0dB დონეზე.

შემდეგი, შეუკვეთეთ ბოძები და ნულები აღმავალი სიხშირით:

fP1 = 24.78 Hz

f01 = 159.16 Hz

f02 = 318.32 Hz

fP2 = 2.044 kHz

ახლა პირველ ბოძზე ან ნულზე (ეს ხდება ბოძზე, fP1), მიაპყროს ხაზი, ამ შემთხვევაში დაეცემა 20dB / ათწლეულზე.

შემდეგ ბოძზე ან ნულზე, ვ01, მიაპყროს დონის ხაზის სეგმენტი, რომელიც ასახავს ბოძისა და ნულის კომბინირებულ ეფექტს (მათი ფერდობები გაუქმებულია).

02, მეორე და ბოლო ნული, მიაპყროს მზარდი ხაზის სეგმენტი (20dB / ათწლეული), რათა ასახოს ბოძზე კომბინირებული ეფექტი / ნულოვანი / ნული.

P2, მეორე და ბოლო ბოძზე, მზარდი სეგმენტის ფერდობზე შეცვალეთ დონის ხაზი, რაც ასახავს ორი ნულოვანი და ორი ბოძების წმინდა ეფექტს.

შედეგები ნაჩვენებია ამპლიტუდის Bode ნაკვეთზე, რომელიც შემდეგ მოცემულია, სადაც სწორი ხაზის სეგმენტები ნაჩვენებია თხელი დარტყმის წერტილოვანი წერტილების ხაზებად.

შემდეგი, ჩვენ დავხატოთ სქელი კირის ხაზი ამ სეგმენტების შეჯამების მიზნით.

დაბოლოს, ჩვენ გვაქვს მარინაში შედგენილი TINA- ს გამოთვლილი Bode ფუნქცია.

თქვენ ხედავთ, რომ როდესაც ბოძები ძალიან ახლოს არის ნულისთან, სწორი ხაზის მიახლოება საკმაოდ ცოტაა გადახრილი ფაქტობრივი ფუნქციიდან. ასევე გაითვალისწინეთ Bode ნაკვეთში მინიმალური მოგება. გარკვეულწილად რთულ ქსელთან ერთად, ძნელია სწორი ხაზის მიახლოებით მინიმალური მოგების პოვნა, თუმცა სიხშირე, რომლის დროსაც ხდება მინიმალური მომატება, ჩანს.

TINA Bode ნაკვეთებში ზემოთ, კურსორი გამოიყენება A- ს მოსაძებნადწუთი და სიხშირე, რომლის ფაზაში გადის 0 გრადუსი.

Aწუთი @ -12.74 DB ® Aწუთი = 0.23 at f = X Hz

მდე j = 0 ზე f = X Hz.


    X
    მოხარული ვარ, რომ შენთან იქნები DesignSoft
    საშუალებას გაძლევთ ესაუბროთ, თუ გჭირდებათ დახმარება, იპოვოთ სწორი პროდუქტი ან გჭირდებათ დახმარება.
    wpChatIcon