(模电笔记二 By Multisim)波特图(Bode Plotter)幅频特性相频特性详解
一.名詞釋義
- 1.頻率特性
- 1.起因 : 由于放大電路中電抗元件的存在,放大電路對不同頻率分量的信號放大能力是不相同的(幅頻特性提出點),而且不同頻率分量的信號通過放大電路后還會產生不同的相移(相頻特性提出點).因此衡量電路放大能力的放大倍數成為與頻率相關的函數.
- 2.幅頻特性 : 放大電路的電壓放大倍數與頻率的關系稱為幅頻特性.
- 3.相頻特性 : 輸出信號與輸入信號的相位差與頻率之間的關系稱為相頻特性.
- 2.波特圖單位
- dB : 增益
- Deg : 角度單位
- Rad : 弧度單位
二.電路搭建
三.波特圖與頻率特性詳解
1.幅頻特性
-
1.打開波特儀, 開始仿真, 按照如圖所示調整圖像, 將測量線放置到 5 Hz .
-
2.計算 : 如圖所示, 當信號頻率約為 5 Hz時, 增益約為 -30dB.讓我們來計算一下此時的放大倍數:
- 解 :
∵\because∵
放大倍數 : uoui\frac{u_o}{u_i}ui?uo??
電壓增益 : Ku(dB)K_u(dB)Ku?(dB)
兩者關系 : Ku(dB)=20lguouiK_u(dB)= 20lg\frac{u_o}{u_i}Ku?(dB)=20lgui?uo??
∴\therefore∴
放大倍數 : K1=uouiK_1= \frac{u_o}{u_i}K1?=ui?uo??
=10Ku(dB)20=10^{\frac{K_u(dB)}{20}}=1020Ku?(dB)?
=10?3020=10^{\frac{-30}{20}}=1020?30?
≈0.03162\approx 0.03162≈0.03162
- 解 :
-
3.驗證 : 粗淺地驗證一下, 將兩個測量線分別放置在輸入輸出兩個波峰上(紅 : 輸入, 紫 : 輸出),可以看到 :
- VinMAX=1.413VV_{inMAX} = 1.413VVinMAX?=1.413V
- VoutMAX=44.913mVV_{outMAX} = 44.913mVVoutMAX?=44.913mV
- 放大倍數 : K2=uouiK_2= \frac{u_o}{u_i}K2?=ui?uo??
=VoutMAXVinMAX= \frac{V_{outMAX}}{V_{inMAX}}=VinMAX?VoutMAX??
=44.913mV1.413V=\frac{44.913mV}{1.413V}=1.413V44.913mV?
≈0.03178\approx 0.03178≈0.03178
-
4.結論 :K1=0.03162≈K2=0.03178K_1=0.03162 \approx K_2 =0.03178K1?=0.03162≈K2?=0.03178 , 驗證成功.
- 因為存在取余 ,放置測量線位置不精確等因素, 所以會造成一些誤差.
2.相頻特性
-
1.打開波特儀, 開始仿真, 按照如圖所示調整圖像, 將測量線放置到 5 Hz .
-
2.已知 : 如圖所示, 當信號頻率約為 5 Hz時, 遲滯角度為
D1=D_1 =D1?= 88.186 Deg(Deg : ° – 角度) -
3.驗證 : 粗淺地驗證一下, 將兩個測量線分別放置在輸入輸出兩個波峰上(紅 : 輸入, 紫 : 輸出),可以看到 :
∵\because∵
輸入與輸出信號周期 : T=15s=200msT = \frac{1}{5}s = 200msT=51?s=200ms
輸出滯后輸入信號時長 : t=49.926mst = 49.926mst=49.926ms
∴\therefore∴
遲滯角度 :
D2=49.926ms×360°200ms=89.8668D_2 = 49.926ms \times\frac{360°}{200ms} =89.8668D2?=49.926ms×200ms360°?=89.8668
- 4.結論 : D1=88.186≈D2=89.8668D_1=88.186 \approx D_2=89.8668D1?=88.186≈D2?=89.8668
- 因為存在放置測量線位置不精確等因素, 所以會造成一些誤差, 但不妨礙 驗證成功
四.聲明 : 個人見解,僅供參考
總結
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