實(shí)驗(yàn)2-5-非正弦周期電路仿真

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上非正弦周期電路的研究一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 充分理解非正弦周期電路的諧波分析法，了解非正弦周期函數(shù)的傅里葉分析法。2、 熟練掌握非正弦周期電流電路的計(jì)算。二、 實(shí)驗(yàn)原理：在實(shí)際問題中，電路中可能會(huì)產(chǎn)生非正弦量，即電路中的電壓和電流隨時(shí)間作非正弦周期性變化，它可能由以下原因?qū)е拢弘娐分杏袃蓚€(gè)以上不同頻率的正弦電源同時(shí)作用；電路中含有二極管等非線性元件；電路輸入的信號(hào)不是正弦信號(hào)。利用數(shù)學(xué)手段可以將工程中常遇到的非正弦周期信號(hào)分解成無限多個(gè)不同頻率的正弦波，設(shè)為一滿足狄里赫利條件的非正弦周期信號(hào)，其周期為，角頻率為，則的傅里葉級(jí)數(shù)展開式的一般形式為：上式還和合并為：式中：的

2、直流分量或恒定分量，也稱零次諧波。 頻率和相同，稱為基波或一次諧波。 頻率為基波頻率的倍，稱為次諧波。反之同理，我們可以利用幾個(gè)不同頻率（頻率之間為倍數(shù)關(guān)系）的電源制造一個(gè)非正弦周期性信號(hào)。在對(duì)非正弦周期電路進(jìn)行分析時(shí)和利用電路的疊加原理，即逐個(gè)分析電路信號(hào)的各次諧波，最后再將各次諧波信號(hào)合成，這樣就把非正弦電路分解成了多個(gè)正弦電路分析。合成時(shí)，非正弦周期電流的有效值為：同理，（1）如下右圖所示電路，計(jì)算電源電壓及干路上電流的有效值，設(shè)輸入電源為： (2)如下右圖所示電路已知輸入電壓，輸出R上的電壓，若要使輸出，則應(yīng)如何取值？輸出無三次諧波，可知對(duì)三次諧波發(fā)生并聯(lián)諧振，即解得：同時(shí)，輸出電壓為

3、輸入電壓的一次諧波，可知的串并聯(lián)電路對(duì)于一次諧波發(fā)生串聯(lián)諧振，即：三、 實(shí)驗(yàn)過程步驟及分析：（1）按第一個(gè)電路圖在ewb仿真軟件中連接各元件，非正弦電源用多個(gè)電源串聯(lián)代替，事先計(jì)算出的有效值分別為70.71V、28.284V、7.071V，利用交流電壓、電流表直接測(cè)量的值，同時(shí)利用示波器觀察電源提供電壓的波形。結(jié)果如下圖所示： 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，均與理論計(jì)算值相近。同時(shí)通過觀察電源電壓的波形可知，該電源提供的信號(hào)確實(shí)為一非正弦周期性信號(hào)。 （2）按上述第二個(gè)電路圖在仿真軟件中連接各個(gè)元件，利用示波器同時(shí)觀察電源電壓波形以及輸出的的波形，各元件按計(jì)算所得值設(shè)置參數(shù)，同時(shí)，令，。所連電路及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示： 示波器顯示圖中紅色線條表示電源輸入電壓波形，藍(lán)色線條表示輸出電壓波形，可見輸入信號(hào)為一非正弦周期性信號(hào)，而輸出信號(hào)為正弦信號(hào)，而且輸出信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的基波頻率相同。輸出信號(hào)的峰值約為85V。該電路構(gòu)成一濾波電路。故可驗(yàn)證上述理論計(jì)算正確。四、 誤差分析與實(shí)驗(yàn)小結(jié)：在試驗(yàn)（1）中仿真試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果存在一定的誤差，經(jīng)分析，該誤差可能由以下來源：設(shè)置仿真電路元件時(shí)其頻率與有效值均不為