Уменьшить амплитуду синусоидального сигнала

Уменьшить амплитуду синусоидального сигнала

Уменьшение — амплитуда — сигнал

Уменьшение амплитуды сигнала будет зависеть от ориентации дефекта относительно плоскостей изделия и от площади поперечного сечения вводимых ультразвуковых колебаний. [1]

Ослабление — уменьшение амплитуды сигнала , обычо измеряемое в дБ, после прохождения через цифровой фильтр. [2]

Если при уменьшении амплитуды сигнала и увеличении частоты, на контрольной скважине возникает эффект увеличения вклада четных гармоник, возможно, мы имеем дело с эффектом фильтрации с начальным градиентом сдвига. Аналогично, это касается и формы сигнала на возмущающей скважине. В случае, если такая ситуация реализуется, требуются дополнительные исследования для определения значения начального градиента давления go и учета соответствующей поправки в общий процесс. [3]

Это приводит к уменьшению амплитуды сигнала , принимаемого детектором. [4]

Иногда аттенюатор применяют для уменьшения амплитуды сигнала без согласования импедансов соответствующих схем. В других случаях аттенюатор выполняет обе функции. При согласовании импедансов не обязательно требуется ослабление сигнала. [5]

Во-вторых, прореживание не приводит к уменьшению амплитуды сигнала во временной области. Синусоида с размахом в 10 единиц сохраняет этот размах после прореживания. Однако прореживание в D раз вносит потери амплитуды в частотной области в D раз. Это происходит потому, что модули отсчетов ДПФ пропорциональны количеству преобразованных отсчетов во временной области. [7]

Как видно из формулы, при уменьшении амплитуды сигнала вдвое от первоначальной R гвх. [8]

Как видно из формулы, при уменьшении амплитуды сигнала вдвое от первоначальной R — гвч. [9]

При окислении каучуков вследствие процессов структурирования наблюдается уменьшение амплитуды сигнала ЯМР . В ряде сообщений Залукаева с сотрудниками 31 47 — 49 51 52 показана возможность применения метода ЯМР для изучения кинетики процесса структурирования и для оценки эффективности ингибиторов. Отмечается, что метод ЯМР более чувствителен, чем объемный метод изучения окисления каучуков. [10]

Величина Е пхарактеризует величину скачка в сторону уменьшения амплитуды сигнала . [11]

Интегрирующие цепи), что приводит к уменьшению амплитуды сигналов малой длительности . [13]

Это уравнение описывает как увеличение, так и уменьшение регистрируемой амплитуды сигнала от электронных центров при адсорбции больших количеств кислорода. Оно получено в предположении, что первоначально кислород адсорбируется не на самих парамагнитных центрах, а вблизи них. При больших количествах кислорода на поверхности идет адсорбция непосредственно на центрах и при этом время релаксации уменьшается настолько, что сигнал ЭПР от этих центров снова становится ненаблюдаемым из-за слишком большого уширения линии поглощения. [15]

Возможно ли это?

Амплитуда, как известно — величина наибольшего отклонения мгновенного значения сигнала от среднего значения. Это понятие используют обычно применительно к периодическим сигналам или к "почти" периодическим. В первом случае амплитуда является величиной постоянной, а во втором может изменяться со временем, но должна делать это достаточно медленно, на протяжении большого количества периодов сигнала, иначе говорить об амплитуде становится бессмысленно.

Периодический сигнал можно представить в виде суммы гармонических составляющих с частотами, кратными частоте сигнала, т.е. разложить в ряд Фурье. Амплитуды гармоник зависят от амплитуды и формы сигнала.

Вопрос в том, может ли быть амплитуда сигнала меньше, чем амплитуда какой-то из гармоник сигнала?

Вопрос, впрочем, глупый. Конечно, амплитуда сигнала может быть меньше амплитуды одной из его гармоник! Или, что то же самое, амплитуда одной из гармоник сигнала может превышать амплитуду самого сигнала! (Правда не намного, но об этом позже). Может и это не редкое явление. Классический пример — у меандра с амплитудой 1 первая гармоника имеет амплитуду 4/π>1. Амплитуда первой гармоники превышает амплитуду меандра примерно на 27%: 4/π≈1.27. Другой, важный с практической точки зрения пример: в мощных резонансных усилителях (например, в усилителях мощности радиопередающих устройств) может использоваться 3-я гармоника сигнала для уменьшения амплитуды напряжения на активном элементе усилителя и облегчения тем самым его режима работы.

Читайте также:  Имитация андроида на компьютере

Почему такое возможно?

Коль скоро мы убедились в том, что амплитуда гармоники может быть больше амплитуды сигнала, было бы интересно ответить и на другие вопросы, вроде следующих: а как такое вообще возможно; и насколько сильно может амплитуда гармоники превышать амплитуду сигнала; может ли быть больше одной такой гармоники?

Принципиально возможность того, что сигнал будет иметь амплитуду, меньшую чем амплитуды гармоник можно объяснить следующим образом. С одной стороны, складывая несколько составляющих, имеющих разные частоты, мы получаем сигнал, средняя мощность которого равна сумме средних мощностей составляющих и, стало быть, мощность сигнала больше мощности составляющих. С другой стороны, мощность сигнала определяет действующее значение сигнала*, а не амплитуду. При определённых соотношениях между гармониками они будут гасить пиковые значения друг друга.

  • Действующее значение амплитуды характеризует среднюю мощность сигнала. Например, действующее напряжение источника — это такое постоянное напряжение, которое бы на чисто активной нагрузке рассеивало такую же мощность, что и данный источник на той же нагрузке. Действующее напряжение для периодического сигнала с периодом T и мгновенным напряжением u(t):

То, каким образом происходит уменьшение амплитуды сигнала по сравнению с амплитудой гармоники, лучше всего демонстрирует простейший пример, когда сигнал состоит всего из двух гармоник с отличающимися в 3 раза частотами:

Амплитуду первой гармоники для простоты принимаем равной 1, амплитуду следующей принимаем равной a.

На рисунках изображены обе составляющие сигнала по отдельности и результат их суммирования.

Как видим, за счёт высокочастотной составляющей с меньшей амплитудой, в области пиков низкочастотной составляющей с большей амплитудой появляются провалы, которые уменьшают амплитуду результирующего сигнала (при этом импульсы становятся более широкими в области максимальных отклонений, за счёт чего увеличивается действующее значение).

Найдём амплитуду полученного сигнала. В силу периодичности и симметричности функции u(t), достаточно рассмотреть функцию на интервале 0

Косинус тройного угла не входит в число обязательных формул, которыми стоит забивать голову, так что выразим его с помощью формулы косинуса суммы:

ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

На основе операционных усилителей (ОУ) создаются схемы, предназначенные для выполнения математических операций над входными сигналами (сложение, вычитание, интегрирование, выделение модуля функции и т.п.). Такие схемы находят широкое применение в устройствах автоматического управления, они составляют основу аналоговых ЭВМ. Наиболее распространенными являются суммирующие и интегрирующие схемы на ОУ, а также ряд схем, в которых ОУ используются в нелинейном режиме (мультивибратор, одновибратор, ГЛИН и т.д.).

ВНИМАНИЕ. Макетирование и сборка схемы на ОУ.

  1. Собрать схему.
  2. Не включая питания, соедините зажимы +15В и -15В на плате с выводами +U ип и -U ип интегральной схемы. Старайтесь делать соединения проводами покрепче.
  3. Подключите источник питания к сети.
  4. При помощи осциллографа постоянного тока или вольтметра постоянного тока проверьте, не перепутаны ли выводы питания интегральной микросхемы.
  5. Подайте на вход схемы сигнал и измерьте его.
  6. Измерьте выходное напряжение, чтобы удостоверится, что выход не находится в состоянии насыщения, а скорость нарастания не ограничена.
  7. Если выходной сигнал — переменного тока, сигнал с выхода схемы следует подать на осциллограф и посмотреть, нет ли перегрузки или искажений.
  8. Все измерения проводить относительно земли.
  9. Отключайте источник входного сигнала до того, как выключено питание. В противном случае ОУ может выйти из строя.
  10. Никогда при использовании интегральных микросхем:
    • не реверсируйте полярность источников питания;
    • не подавайте на вход ОУ потенциалы выше +U ип и ниже -U ип ;
    • не оставляйте входной сигнал при обесточенной интегральной микросхеме.
    • Если на входе схемы наблюдаются нежелательные колебания (генерация) и схемные соединения уже проведены, то
      • подключите между выводом ОУ и +U ип и землей и между выводом -U ип и землей по конденсатору 0,1мкФ;
      • сделайте соединения короче;
      • проследите за тем, чтобы заземленные провода измерительных приборов, генератора сигналов, нагрузки и источника питания соединялись вместе на единое заземление
      Читайте также:  Переводчик вордовских документов с английского

      Порядок выполнения работы.

      Линейные и нелинейные преобразователи сигналов.

      1. Исследование активного двухполупериодного выпрямителя.

        Собрать схему: Рис. 2.32

    • От ЗГ на вход исследуемой схемы подать гармонический сигнал с F=100 Гц и амплитудой В и мВ
    • На выход выпрямителя подключите осциллограф.
    • Зарисовать осциллограф и померить амплитуды напряжений и характерных точках — на входе ОУ1, на выходе ОУ1, на диодах, на входе ОУ2 на выходе ОУ2, на выходе схемы.
    • Все измерения проводить с помощью осциллографа.

      2. Исследование фазовращателя .

        Собрать схему: Рис. 2.33

    • Параллельно резистору 10 кОм, подключенному к неинвертирующему входу, подключить резистор 510 кОм.
    • На вход фазовращателя от ЗГ подать синусоидальное напряжение U вх с частотой F=1000 Гц и амплитудой 1 В.
    • Коэффициент передачи по модулю установить равным 1 с помощью потенциометра 10 кОм.
    • На вход и выход схемы подключить двухлучевой осциллограф.
    • Зарисовать форму входного и выходного сигналов и замерить их амплитуды.
    • Замерить разность фаз между входным и выходным сигналами.
    • Фазовый угол сдвига фаз между входным и выходным сигналами зависит от частоты F входного сигнала U вх


      Снять ФЧХ, то есть зависимость разности фаз между входным и выходным сигналами в зависимости от частоты F входного сигнала: t сдв = F(f) | U вх = const

      Частоту входного сигнала менять от 16 Гц до 100 кГц в следующей последовательности: 16 Гц, 32 Гц, 64 Гц, 128 Гц, 256 Гц, 512 Гц, I кГц, 2 кГц, 4 кГц, 8 кГц, 16 кГц, 32 кГц, 64 кГц, 128 кГц.

    • Снять АЧХ, то есть зависимость K= F(f), где .
    • Построить графики снятых зависимостей.
    • 3. Исследование компаратора.

        Собрать схему компаратора: Рис. 2.34

      (На схеме рис. 2.34 поставить перемычки Е 1 и Е 2 )

    • Через делитель 1:100 на вход схемы подать постоянное напряжение от -10 В до 10 В и снять передаточную характеристику (U вх =100 мВ). Обратить внимание при переходе характеристики через ноль.
    • Передаточная характеристика U вых = F(U вх ), измерения производить осциллографом, подключив его к выходу схемы.
    • На вход исследуемой схемы подать от ЗГ синусоидальный сигнал f=100 Гц. На выход схемы подключить осциллограф.
    • Измеряя амплитуду выходного сигнала наблюдать работу компаратора и замерить амплитуды сигналов на входе и выходе.
    • Собрать схему триггера Шмитта.
    • На выход схемы подключить осциллограф.
    • Снять передаточную характеристику при подаче Постоянного напряжения. Переключения происходят мгновенно.
    • Зарисовать осциллограммы.
    • Подать сигнал от ЗГ.
    • Зарисовать осциллограммы напряжений.
    • Аналоговые вычислительные схемы.

      1. Схема сложения вычитания.

      1. Собрать схему Рис. 2.35
      Читайте также:  Рейтинг продаж смартфонов в китае

    • Неинвертирующий ход подключить на землю.
    • К выходу схемы, желательно через резистор R=2. 5 кОм подключить осциллограф. Все измерения производить с помощью осциллографа.
    • От ЗГ на вход U 1 подать синусоидальное напряжение с f = 1000 Гц и амплитудой порядка В.
    • Сигнал на входе должен иметь синусоидальную форму, без нелинейных искажений. В случае появления нелинейных искажений уменьшить амплитуду входного сигнала.
    • Изменением резистора 22 кОм обеспечить коэффициент передачи схемы равным единицы.
    • Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжения и замерить амплитуду этих сигналов.
    • На вход U 2 подать сигнал со средней точки ЗГ, зарисовать осциллограммы и замерить амплитуды входного и выходного сигналов.
    • На входы U 1 и U 2 одновременно подать сигналы от ЗГ, наблюдать форму сигналов и замерить амплитуды сигналов на входе и выходе.
    • Собрать схему для исследования неинвертирующего сумматора , для чего на инвертирующий вход подать ОС
    • На схеме рис.2.35 инвертирующий вход ОУ подключить на землю через резистор с номиналом 3 кОм.
    • Напряжение от ЗГ подавать на неинвертирующий вход U 4 , наблюдать форму сигнала и замерить амплитуды сигналов на входе и на выходе схемы, при этом входы U 5 и U 6 заземлить.
    • Подать на вход U 5 напряжение со средней точки ЗГ, замерить амплитуды сигналов на входе и выходе схемы, при этом входы U 4 и U 6 заземлены.
    • Одновременно подать сигналы на вход U 4 и U 5 , замерить амплитуду сигнала на выходе.
    • Подать сигнал от ЗГ на инвертирующий вход U 1 и со средней точки ЗГ на неинвертирующий вход U 4 замерить амплитуды сигналов. Входы U 5 и U 6 заземлены.
    • 2. Исследование интегрирующей и дифференцирующей цепей.

        Собрать схему: Рис. 2.36

    • Неинвертирующий вход ОУ заземлить.
    • От ЗГ подать на инвертирующий вход сигнал синусоидальной формы, амплитудой U вх
    • 10B.

    • На вход и выход схемы подключить двухлучевой осциллограф и зарисовать форму сигнала на входе и выходе.
    • Обратить внимание на фазу сигнала. Замерить амплитуды сигналов.
    • Собрать схему дифференцирующей цепи: Рис. 2.37
    • Сигнал, сформированный на интегрирующей цепи подать на вход дифференцирующей цепи.
    • В случае появления нелинейных искажений на выходе дифференцирующей цепи, уменьшить амплитуду сигнала на входе интегрирующей цепи.
    • Снять АЧХ и ФЧХ интегрирующей и дифференцирующей цепочки. меняя частоту входного сигнала от 16 Гц до 64 кГц. Выходные напряжения снимались с интегрирующей цепи, подключив двухлучевой осциллограф.
    • От генератора прямоугольных импульсов подать сигнал на инвертирующий вход интегратора.
    • Исследовать влияние конденсатора с постоянной времени цепи интегратора ( =RC) на скорость изменения выходного сигнала интегратора и дифференциатора, для чего измерить амплитуду и длительность линейно — изменяющегося участка интегратора.
    • Зарисовать согласованные временные диаграммы входных и выходных сигналов на входе и выходе интегрирующей и дифференцирующей цепей.
    • Рис. 2.38

      3. Исследование логарифмического усилителя .

        Собрать схему: Рис. 2.39

    • Произвести балансировку первого ОУ.
    • Подать на вход схемы сигнал треугольной формы.
    • Зарисовать осциллограммы напряжений в характерных точках: на входе ОУ1, на входе ОУ2 и на выходе ОУ2.
    • Снять амплитудную зависимость усилителя U вых = F(f).
    • Для запуска схемы интегратора и дифференциатора на основе суммирующей схемы собрать генератор прямоугольных импульсов.

      • Входной сигнал от ЗГ подать через резистор 3 кОм на инвертирующий вход 0У. Неинвертирующий вход заземлить. Включить резистор обратной связи R ос . Амплитуда входного сигнала подбирается по выходному напряжению, чтобы ОУ работал в качестве компаратора. Выходной сигнал прямоугольной формы снимается с выхода ОУ.
      • Дифференцирующую цепь подключать через делитель 100 кОм.
      • Схема:

      Рис. 2.40

      Ссылка на основную публикацию
      Adblock detector