Воздействие прямоугольных импульсов различной частоты на LC цепь Опции

[Booleek789]

Есть последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатора. При моделировании заметил одну особенность: изменение частоты синусоидального сигнала оказывает значительное влияние на выходной сигнал данной цепи (т.к. изменение частоты входного сигнала , а следовательно и w - угловой частоты, вызывает изменение реактивных сопротивлений данных элементов).

Подача на вход прямоугольных импульсов различной частоты практически никакого влияния на выход не оказывает (на выходе получаются те же прямоугольные импульсы, только с небольшим перерегулированием). Наибольшее влияние оказывает скорость нарастания и спада фронта импульсов. Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

[smalcom]

аибольшее влияние оказывает скорость нарастания и спада фронта

это и есть ответ. прямоугольные импульсы имеют другой спектр. L и C не имеют ИИ и работают опираясь на ток, заряд.

[ШСА]

(на выходе получаются те же прямоугольные импульсы, только с небольшим перерегулированием)... Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

Здесь нет активных элементов, поэтому о перерегулировании говорить некорректно. Ваша схема есть фильтр, который просто искажает спектр входного сигнала.

[Booleek789]

smalcom, а как рассчитать спектр синусоидального сигнала и прямоугольных импульсов?
ШСА, а что если активная нагрузка (в виде простого резистора) присутствует?

[ШСА]

Хотя бы
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Схемы пассивных LC фильтров

[тау]

Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

сказывается точно также как и синусоидальные колебания тех-же частот. А если вы этого не заметили, то плохо смотрели. Перепроверьте.

[Booleek789]

сказывается точно также как и синусоидальные колебания тех-же частот. А если вы этого не заметили, то плохо смотрели. Перепроверьте.

На рисунке ниже представлена исследуемая схема:


На этом рисунке представлен выходной сигнал при одной частоте следования импульсов:


А на этом рисунке при другой частоте:


Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись. В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

[ШСА]

Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись. В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

Посчитайте резонансную частоту Вашей системы, и тогда поймёте где здесь частота сигнала, а где "звон" (что Вы назвали перерегулированием)

[тау]

В чем то Вы правы, с синусом аналогичная картина. Значит в первом посте Вы ошибались, насчет синуса.

На рисунке ниже представлена исследуемая схема:


На этом рисунке представлен выходной сигнал при одной частоте следования импульсов:


А на этом рисунке при другой частоте:

В данном случае частота никак не повлияла на выходной сигнал. Каким образом частота следования импульсов должна повлиять на выходной сигнал?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[smalcom]

Значение выходного сигнала и вид переходных процессов при нарастании и спаде импульсов не поменялись.

у вас смешаны понятия. частота следования импульсов и частота синусоидального сигнала - это не одно и тоже.
кстати, а какой результат на выходе фильтра вы ожидаете при использовании прямоугольных импульсов?

небольшое художество для пояснения.


так вот, будем считать, что горбы - это полусинусоиды. частота следования импульсов - 1 Гц, а частота синусоиды - 1 МГц.
фронт(спад) прямоугольного импульса - это как обрезанный по высоте кусок синусоиды с оооочень высокой частотой. И эту частоту
можно узнать по времени нарастания(спаданя).

[ViKo]

Прямоугольные импульсы содержат множество спектральных составляющих. Первая гармоника соответствует периоду повторения, а остальные спадают в соответствии с длительностью импульса по sin(x)/x закону (вместо x длительность и период участвуют).
Пройдя через ФНЧ, часть гармоник подавится. Значит, импульс сформируется с выбросами (в идеале получается эффект Гиббса). Если же даже и основная гармоника попадет в полосу подавления, вот тогда амплитуда и начнет уменьшаться.
Аналогичное поведение можно увидеть и в RC фильтре.

[honeycomb0]

А какая частота среза у вашего фильтра? Может она выше, чем т.н. knee frequency входного сигнала? В таком случае фильтр пропустит весь сигнал. Напомню, что knee frequency зависит только от крутизны нарастания/падения фронтов, knee freq = 0.5 / (T rise)

Сообщение отредактировал honeycomb0 - Jan 13 2016, 17:01

[smalcom]

а теперь на русском

[honeycomb0]

Окей, вторая попытка. В работе с передачей цифровых сигналов, часто используют такое понятие как "knee frequency" - это приблизительная оценка bandwidth цифрового сигнала (т.е. бОльшая часть энергии сигнала придется на полосу "0Гц - Knee Frequency"). Приблизительная, потому что истинный спектр сигнала заходит за предел "knee frequency", однако частоты за его пределом имеют крайне малую амплитуду, и значит ими можно пренебречь. Knee Frequency цифрового сигнала зависит только (и только) от крутизны его фронтов. Я привел формулу выше, здесь же приведу пример: если наш сигнал имеет крутизну фронтов (время нарастания фронта от 10% до 90% амплитуды сигнала, или время спада фронта от 90% до 10%) равно 10нс, то может считать что наш цифровой сигнал имеет приблизительный bandwidth в 56МГц. Если наш фильтр имеет срез выше 56МГц, то сигнал практически не будет тронут фильтром.

Простите, график не на русском.

Сообщение отредактировал honeycomb0 - Jan 14 2016, 12:13

Эскизы прикрепленных изображений

 

[smalcom]

да я то знаю, почему проходят прямоугольные импульсы. и по номиналам могу посчитать частоту среза. и тут хотят объяснить человеку на какие физические величины он напоролся и как "читать" импульсы.
если бы вы прочитали тему, то поняли бы это. а вы?

такое понятие как "knee frequency"

bandwidth

вы где, блин, находитесь? сыпание терминами, причём иностранными, говорит о том, что в самой теме вы плаваете и пользуетесь просто эмпирическим "подгоном" от кого не понимая сути.
перечитайте сообщения ветки ещё раз. если ваша настольная книга - дианэтика, то смените её на ТОЭ.

[honeycomb0]

вы где, блин, находитесь? сыпание терминами, причём иностранными, говорит о том, что в самой теме вы плаваете и пользуетесь просто эмпирическим "подгоном" от кого не понимая сути.
перечитайте сообщения ветки ещё раз. если ваша настольная книга - дианэтика, то смените её на ТОЭ.

Ой, вас чем-то задели термины на английском? Простите (второй раз, заметьте), я не из России, учился в Литовском университете, поэтому я не идельно знаком с русской терминологией и во избежание путаницы изредка прибегаю к использованию английского.

да я то знаю, почему проходят прямоугольные импульсы. и по номиналам могу посчитать частоту среза. и тут хотят объяснить человеку на какие физические величины он напоролся и как "читать" импульсы.
если бы вы прочитали тему, то поняли бы это. а вы?

А если по делу, то если вы воспользуетесь своим знанием подсчета частоты среза данного LC фильтра, то заметите что она выше 56МГц - как я уже писал, прямоугольный сигнал проходит фильтр нетронутым. И, возможно это не всем очевидно, но я как раз и дал ответ на поставленный ТС вопрос, позволю себе процитировать:

... knee frequency зависит только от крутизны нарастания/падения фронтов...

А вот "если бы Ва прочитали тему", то поняли что вопрос ТС был:

Почему изменение частоты прямоугольных импульсов никак не сказывается на выходном сигнале LC цепи.

Сообщение отредактировал honeycomb0 - Jan 14 2016, 13:20

[smalcom]

Ой, вас чем-то задели термины на английском?

нет. слишком хорошо пишите на русском. раз русский не родной язык, то прошу прощения за нападки.

А вот "если бы Ва прочитали тему", то поняли что вопрос ТС был:

вот именно. ТСу надо понять саму суть - спектр, аналогия с гармоническим сигналом, а не готовый "инженерный аппарат". Применение последнего оправдано в случае когда ты знаком с этим и тебе нужен справочник, чтобы освежить формулу или табличные значения, а не "это так потому что так написано". вот о чём я.

[VNS]

Некорректно само название темы. На LC цепь прямоугольные импульсы могут воздействовать, если значение L или C цепи зависит от частоты, амплитуды тока или напряжения на них. В любом случае происходит изменение спектра выходного сигнала, что тоже требует уточнения из-за неполноты условий поставленной задачи.


Сообщение отредактировал VNS - Mar 5 2016, 07:57

[andrewkrot]

изменение частоты синусоидального сигнала оказывает значительное влияние на выходной сигнал данной цепи

Это Вы как определили - на глазок изменение синусоиды? Или значительное влияние на амплитуду? Что есть значительное влияние? На графиках у Вас то, что и должно быть в природе. Если желаете увидеть "Значительное изменение" то увеличьте частоту прямоугольных импульсов раз в 100, или величины LC во столько же раз. И будет Вам значительное изменение