Расчёт развязывающего устройства

При подключении нелинейного преобразователя к автогенератору необходимо обеспечить развязку этих устройств. Это означает, что входное сопротивление нелинейного преобразователя должно быть намного больше выходного сопротивления генератора. Такому условию удовлетворяют схемы преобразователей па полевых транзисторах (входное сопротивление, таких схем порядка 10⁶¸10⁹ Ом). Их можно подключить к генератору непосредственно.

Схемы же с биполярными транзисторами и диодами имеют небольшое входное сопротивление. Поэтому между генератором и преобразователем нужно включать развязывающее устройство.

Рисунок 4.1 – Схема масштабного усилителя

Амплитуда напряжения на выходе автогенератора, рассчитанного в предыдущем примере, больше амплитуды напряжения, которое следует подать на вход нелинейного преобразователя, поэтому сигнал генератора нужно ослабить. Для этой цели можно воспользоваться схемой рисунке 4.1, которую включают между генератором и нелинейным преобразователем. Передаточная функция такой схемы

(4.1)

Поскольку U_{m вх} = 3,7 В, а U_{m вых ген} = 2.27 В, то

R₁ = 1.63 кОм; получаем R₂ = 0,61 ∙ R₁ = 1000 Ом.

Сигнал на выходе усилителя не превышает максимально возможного уровня на входе нелинейного преобразователя, что свидетельствует о правильности наших расчётов.

Расчет дискретного сигнала на входе дискретного фильтра

Выберем период дискретизации исходя из одностороннего спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя.

Определим верхнюю границу спектра . Считаем, что гармониками, амплитуды которых составляют менее 10% от амплитуды первой гармоники, можно пренебречь.

Из таблицы 3.1 видно, что в спектре данного сигнала необходимо учесть первые 6 гармоник.

Тогда,,;

Период дискретизации;

Период сигнала ;

Число отсчетов на периоде ;

Выполним дискретизацию сигнала , запишем значения на периоде (N=12).

Таблица 5.1– Дискретные отсчеты входного сигнала

n	u1(n),B
0	1.8
1	0.61
2	0
3	0
4	0
5	0
6	0
7	0
8	0
9	0
10	0
11	0.61

Дискретный сигнал приведён в приложении № 3.1

Определим спектр дискретного сигнала по формуле прямого ДПФ:

(5.1)

Результаты запишем в таблицу:

Таблица 5.2 – Отсчеты спектра входного сигнала

k	U1(kω1)	φ1(kω1)
0	30.2	0
1	28.57	0
2	24.1	0
3	18.8	0
4	11.8	0
5	7.42	0
6	5.79	0
7	7.42	0
8	11.8	0
9	18.8	0
10	24.1	0
11	28.57	0

На основании расчётов приведённых в таблице построим амплитудный спектр дискретного сигнала, приведённый в приложении №3.1

Из рисунка видно, что амплитудный спектр дискретного сигнала является периодическим повторением двухстороннего спектра аналогового сигнала с масштабным коэффициентом , равным периоду.