實驗2-5-非正弦周期電路仿真

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上非正弦周期電路的研究一、 實驗目的：1、 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的傅里葉分析法。2、 熟練掌握非正弦周期電流電路的計算。二、 實驗原理：在實際問題中，電路中可能會產生非正弦量，即電路中的電壓和電流隨時間作非正弦周期性變化，它可能由以下原因導致：電路中有兩個以上不同頻率的正弦電源同時作用；電路中含有二極管等非線性元件；電路輸入的信號不是正弦信號。利用數學手段可以將工程中常遇到的非正弦周期信號分解成無限多個不同頻率的正弦波，設為一滿足狄里赫利條件的非正弦周期信號，其周期為，角頻率為，則的傅里葉級數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，我們可以利用幾個不同頻率（頻率之間為倍數關系）的電源制造一個非正弦周期性信號。在對非正弦周期電路進行分析時和利用電路的疊加原理，即逐個分析電路信號的各次諧波，最后再將各次諧波信號合成，這樣就把非正弦電路分解成了多個正弦電路分析。合成時，非正弦周期電流的有效值為：同理，（1）如下右圖所示電路，計算電源電壓及干路上電流的有效值，設輸入電源為： (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，則應如何取值？輸出無三次諧波，可知對三次諧波發(fā)生并聯諧振，即解得：同時，輸出電壓為

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