Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

..pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
13.31 Mб
Скачать

1.4. Определите скважность импульсов Q и коэффициент заполнения у, если длительность импульсов ta = 10 мкс,

адлительность паузы ta — 40 мкс.

1.5.Определите среднее значение напряжения последова­ тельности прямоугольных импульсов, если период колебаний

Т =

1,5 мс,

длительность пау­

зы

/„ =

500

мкс,

амплитуда

U m =

15 В.

 

 

 

 

1.6.

Определите

длитель­

ность

импульса,

если

частота

следования F = 10 кГц, а скваж­

ность Q =

2.

 

 

 

 

1.7.

Определите

среднюю

мощность

импульсного

колеба­

ния,

если

частота

следования F — 5 кГц, длительность им­

пульсов

=

10 мкс,

Мощность в импульсе Р и = 400 мВт.

1.8. Определите мощность, потребляемую от источника им­

пульсной схемой,

если

мощность в импульсе Р„ — 800 мВт,

а скважность Q — 10.

 

 

Рис. 1.8

1.9. Определите, какой мощности необходмо выбрать резис­ тор в импульсной схеме, если R — 500 Ом, а амплитуда на­ пряжения прямоугольной формы на нем Um = 10 В при скважности Q = 2.

1.10.Определите, какой мощности необходимо выбрать ре­ зистор в задаче 1.9 при пилообразном напряжении на нем (рис. 1.7).

1.11.Определите крутизну фронтов прямоугольного им­

пульса, если амплитуда (Jm = 20 В, длительность импульса

11

t„ =

10 мкс, длительность фронта

= 0,1 мкс, длительность

среза

tcр =

0,2 мкс.

 

1.12. Определите активные параметры одиночных импуль­

сов

(f„a;

*сра; ^фа) по представленным осциллограммам

(рис.

1.8, а г).

 

§ 1.3. СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ИМПУЛЬСОВ

1.13.Постройте графики функций:

 

 

0

при t <

tx\

 

 

 

 

б)

и ( 0 =

Um при

t >

 

 

 

 

 

 

 

. 0

при

/2,

 

 

 

 

 

 

при

Um=

10 В;

1г— 10 мкс;

t2=

20 мкс;

 

 

 

0

при

* < |0 ;

 

 

 

в)

u(t) =

 

kt

при 0 < ; * < * х;

 

 

 

k t+ u mпри

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

при

 

 

 

 

при k =

2 В/мкс; =

20 В; = 10 мкс; t2 =

20 мкс.

1.14. Запишите

в

аналитической

форме

импульсные

колебания,

представленные

временными

диаграммами на

рис. 1.9, а в.

 

 

 

 

 

 

 

1.15.Запишите ряд Фурье импульсных последовательнос­ тей, представленных на рис. 1.10, а г, с учетом симметрии относительно осей координат.

1.16.Постройте спектр колебаний, если ряд Фурье имеет

вид:

а) и (t)

==

10

sin

©xf + 3,3

sin

3©x£ +

2

sin

5cox^ +

+ 1 ,4 2 sin

7©xf +

1,1

sin

9©x + ...

 

 

 

 

 

б) и (/) =

15+31

sin

©xf +

15

sin 2©xf +

10 sin 3©xf +

+ 8 sin 4

©x£ + 6 sin 5 ©x£ ...

 

 

 

 

 

 

в) U (t) =

10+25 cos

©x£ — 15

cos

3©x£ +

10

cos

5©xf —

— 5 cos 6 ©x( + 2 cos 7©!* +

 

 

 

 

 

 

1.17.* Определите значение постоянной составляющей

импульсных

последовательностей,

если: а)

период

Т =

= 20 мкс, длительность импульсов tn =

10 мкс, Um =

 

10 В.

Форма

импульсов — прямоугольная

(рис.

1.11);

б) Т —

= 40 мкс, t„ =

10 мкс, Um — 16 В. Форма импульсов — пря­

моугольная (рис.

1.11); в) Т — 20

мкс, ta = 10 мкс,

Um —

= 16 В.

Форма

импульсов — пилообразная

(см. рис.

1.7);

12

г) Т = 20 мне, tK = 10 мкс, Um = 16 В. Форма импульсов — пилообразная (рис. 1.12).

1.18.Определите частоту первой гармоники спектра им­

пульсных

последовательностей

(рис.

1.13,

а — г),

если:

а)

Ут =

12 В,

i„ = 10

мкс,

Т — 20 мкс;

б)

Um=

12 В,

 

ч,в

 

 

 

 

d)

rh

п

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

J

„И,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_I_______

 

 

 

 

 

 

 

 

15

50

t,m c

 

 

 

 

 

 

 

5)

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1>мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

о) ,

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

S W15

t,MKC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

1.9

 

 

 

Рис. 1.10

 

 

Т =

10 мкс; в) Um = 12 В, Т = 25 мкс; t„ =

5 мкс; r) Um —

12 В, Т =

50 мкс, t и =

5 мкс.

 

 

 

 

1.19.Определите частоты первых трех гармоник спектров

импульсных колебаний (рис. 1.14, а — в), если: a)

Um = 20 В,

t„ = 10 мкс,

Т = 20 мкс;

б)

Um= 10 В, t„ =

10 мкс, Т —

= 40 мкс; вХ

Um = 10 В,

Т =

10 мкс.

 

и

11,8

<->

t

т

10 20 50 t,MKC

Рис. 1.11

Рис. 1.12

1.20* Определите амплитуды первых гармоник спектра импульсных колебаний по условию задачи 1.19.

1.21*. Разложите в ряд Фурье и постройте спектральные диаграммы последовательностей импульсов по условию зада­ чи 1.19.

13

Указания: а) воспользуйтесь решением задачи 1.20; б) разложе­ ние проведите до десятого члена ряда.

1.22. Графически сложите первые четыре члена ряда Фурье импульсных колебаний по результатам решения задачи 1.21. Результат сложения выделите.

t

в}

1Л A —L

t

г)

Рис. 1.13

Указание. Сложение проведите в течение двух периодов первой гармоники.

1.23. По заданным на рис. 1.15, а в спектрам запишите аналитические выражения и постройте временные диаграммы импульстных колебаний.

п m п

а)

F=P

б)

" W .

Т

6)

Рис. 1.14

и%в

zo

 

го

 

 

lo-

6.6

4

 

т

- I - j.

и,в

 

а)

8

 

8

 

 

 

 

 

0.6

и,В

6 .5

61

6

 

 

 

2.1

и

 

fi Т

Л П Т -

V в)

Рис. 1.15

2.6

■ J

Указания: а) сложение проведите за один период первой гармони­ ки с использованием первых трех членов ряда; б) при построении счи­ тайте, что спектр образуют синусоидальные гармоники.

14

§1.4. СВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ

ИИХ СПЕКТРОВ

1.24.Определите частоты первых трех гармоник спектра импульсов прямоугольной формы, амплитуды которых равны

нулю, если Um = 12 В, Т = 200 мкс, tn = 10 мкс.

1.25. Определите активную ширину спектра импульсов прямоугольной формы, если Um = 10 В, Т = 100 мкс, tn =

=10 мкс.

1.26.Определите частотный интервал между двумя сосед­ ними гармониками спектра импульсов прямоугольной формы,

если Um =

5 В, Т = 20 мкс, t„ = 10 мкс.

1.27. Определите число гармоник в одном лепестке спектра

импульсов

прямоугольной формы, если Um = 50 В, Т =

=200 мкс, /и = 10 мкс.

1.28.Как изменятся частоты гармоник спектра импульсов прямоугольной формы, амплитуда которых равна нулю, в за­

даче 1.24, если: а) Т увеличить до 300 мкс; б) Т уменьшить до 100 мкс; в) tи увеличить до 20 мкс; г) уменьшить до 5 мкс; д) Umувеличить до 20 В; е) Umуменьшить до 6 В.

1.29.Как изменится активная ширина спектра импульсов

взадаче 1.25, если: а) Т увеличить до 200 мкс; б) Т умень­

шить до 50 мкс; в) t„ увеличить до 20 мкс; г) tKуменьшить до 5 мкс; д) Umувеличить до 20 В; е) Umуменьшить до 5 В.

1.30. Как изменится частотный интервал между двумя со­ седними гармониками в задаче 1.26, если: а) Т увеличить до 40 мкс; б) Т уменьшить до 10 мкс; в) ta увеличить до 20 мкс; г) t„ уменьшить до 5 мкс; д) Umувеличить до 10 В; е) Um уменьшить до 2 В;

1.31. Как изменится число гармоник в одном лепестке

спектра импульсов в задаче

1.27, если: а) Т увеличить

до

300 мкс; б)

Т уменьшить до

100 мкс; в) tn увеличить

до

100 мкс; г)

ta уменьшить до 5 мкс: д) Umувеличить до 20

В;

е) Umуменьшить до 2 В.

1.32. Как изменится форма спектра в задаче 1.23, если:

a)Umувеличить; б) Um уменьшить.

1.33.Как изменится постоянная составляющая последова­ тельности импульсов прямоугольной формы с параметрами

Um = 20 В, tu = 20 мкс, Т =

100 мкс, если: а)

Т увеличить

до 200 мкс; б) Т уменьшить до 40 мкс;

в)

tu

увеличить до

50 мкс; г) tK уменьшить до

10 мкс; д)

Um увеличить до

40 В; е)

Umуменьшить до 10 В.

 

 

 

1.34. Определите необходимую высокочастотную границу

полосы

пропускания четырехполюсника,

если

допустимая

15

длительность

фронта выходного прямоугольного

импульса

вык = 0,1

МКС.

 

У казание.

Длительность фронта входного импульса

вых =

1.35. Определите низкочастотную границу полосы пропус­ кания четырехполюсника, если длительность прямоугольного импульса tи = 30 мкс, а допустимый спад плоской вершины

Д= 0,1 = 10%.

1.36.Определите необходимую высокочастотную границу полосы пропускания четырехполюсника, если на входе дей­

ствуют идеальные прямоугольные импульсы (£фвх = <ср вх = 0 ) с параметрами: Umвх = 10 В, ta вх = 10 мкс, а допустимые длительности фронта и среза на выходе соответственно состав­ ляют *фвых = 0,05 мкс, а ^Ср ВЫХ = 1,5 мкс.

1.37. Определите .низкочастотную границу полосы пропус­

кания четырехполюсника, если

на

входе действует

прямо­

угольный импульс

с параметрами:

UmBX = 20 В,

/ ивх =

= 100 мкс, вх =

tcрвх = 0, а

выходной импульс имеет со­

ответственно: *фвы х=*срвых=0.

^твых(0) = Ю В, Uтвых (t =

=*„) = 8 В.

1.38.Как изменится необходимая высокочастотная грани­ ца полосы пропускания четырехполюсника в задаче 1.34, ес­ ли допустимая длительность фронта выходного импульса: а) увеличится до 0,2 мкс; б) уменьшится до 0,05 мкс.

1.39.Как изменится низкочастотная граница полосы про­ пускания четырехполюсника в задаче 1.35, если допустимый спад плоской вершины: а) увеличить до 20%; б) уменьшить до 5 %.

1.40.Определите активную ширину спектра радиоимпуль­ сов прямоугольной формы, если длительность импульса t„ =

=1 мкс, а частота заполнения F0 = 1000 МГц.

1.41.Определите частотные границы спектра радиоим­ пульсов в задаче 1.40 (для активной ширины спектра).

1.42.Как изменится активная ширина спектра радиоим­ пульсов в задаче 1.40, если; a) tn увеличить до 2 мкс; б) уменьшить до 0,5 мкс.

1.43.Как изменится форма прямоугольных импульсов на выходе, если в четырехполюснике: а) увеличится высоко­ частотная граница полосы пропускания; б) уменьшится

высокочастотная граница полосы пропускания; в) увеличит­ ся низкочастотная граница полосы пропускания; г) умень­ шится низкочастотная граница полосы пропускания.

16

§ 1.5. ПРОГРАММИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Контрольная карта 1.L П араметры серии и одиночного импульса

Номера

задач

1.44

1.45

1.46

<8

а

о.

со

а)

б)

в)

г)

д)

а)

б)

в)

г)

д)

а)

б)

в)

г)

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

*6

Содержание заданий

 

Ответы

я

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

а5 §

Как изменятся период ко­

 

 

лебаний (Т) и частота (Z7)

 

 

импульсов, если:

 

 

 

1

увеличить

 

длительность

Т увеличится

импульса?

(ta — const)

 

F уменьшится

2

увеличить

 

длительность

Т увеличится

паузы?

(*n=const)

 

 

F увеличится

3

уменьшить

 

длительность

Т уменьшится

импульса?

(*п=

const)

им-

F увеличится

4

увеличить

амплитуду

Т не изменится

пульсов?

 

 

 

 

 

F не изменится

5

уменьшить

 

длительность

Т уменьшится

паузы?

(/„=const)

 

 

F уменьшится

 

Как

изменятся

скваж-

 

 

ность (Q)

и

коэффициент

 

 

заполнения (у), если:

 

Q увеличится

1

увеличить

 

длительность

паузы?

 

 

 

длительность

у увеличится

2

уменьшить .

Q уменьшится

импульса?

 

период

при

у уменьшится

3

уменьшить

Q увеличится

неизменной

 

длительности

у уменьшится

 

импульса?

 

 

длительность

Q не изменится

4

увеличить

 

импульса?

 

частоту

следо­

у не изменится

5

увеличить

Q уменьшится

вания импульсов?

 

 

Y увеличится

 

Как

изменится

среднее

 

 

значение

импульсного

на­

 

 

пряжения

(U Ср), если:

им­ Уменьшится

1

увеличить

амплитуду

пульсов?

 

период

при

не­

Увеличится

2

увеличить

изменной

длительности

им­

 

 

пульса?

 

 

 

длительность

Нс изменится

3

увеличить

 

импульса?

 

 

 

 

Нет правильного

4

уменьшить период при неиз­

менной

 

длительности

им­

ответа

 

пульса?

 

 

 

длительность

 

 

уменьшить

 

 

 

импульса?

 

 

 

 

 

 

17

Номера

задач

1.47

1.48

Л

1- а?

S

<0 m

а)

б)

в)

г)

д)

а)

б)

в)

г)

д)

Продолжение карты 1.1

Содержание заданий

 

Отпеты

о я

 

 

 

 

 

 

 

м О

 

 

 

 

 

 

 

D* В

Как

изменятся

мощность

 

 

 

в импульсе (Рп) и средняя

 

 

 

мощность

(Pop),

если:

 

увеличится

1

увеличить

длительность

Р я

импульса?

 

частоту следо-

Р Ср

увеличится

2

уменьшить

РП уменьшится

вания

при

неизменной дли­

Р ср

уменьшится

 

тельности импульса?

Ри не изменится

 

увеличить

амплитуду?

3

 

 

 

 

 

Р Ср уменьшится

 

уменьшить

длительность

Ри не изменится

4

импульса?

 

частоту следо­

Рср

увеличится

5

увеличить

Не изменятся

вания

при

неизменной дли­

 

 

 

тельности импульса?

 

 

 

Как

изменится

крутизна

 

 

 

фронтов (5ф), если:

Увеличится

1

увеличить

длительность

фронта

(L/m=con st)

Уменьшится

2

уменьшить амплитуду им­

пульса при неизменной дли­

 

 

 

тельности фронта;

 

Не изменится

3

уменьшить

длительность

фронта

(l/m =co n st)

Нет

правильного

4

увеличить

длительность

импульса

при неизменной

ответа

 

длительности

фронта?

 

 

 

увеличить

амплитуду им­

 

 

 

пульса при неизменной дли­

 

 

 

тельности фронта?

 

 

 

Контрольная карта 1.2. Спектральный состав импульсов

Какие составляющие спектра содержат импульс­ ные последовательности на

рис. 1.16?

 

 

и

/

 

Нечетные косину­

а)

 

/ \

 

соидальные гар­

"

\ 7 | ;

v ^

7

моники

 

 

 

Рис. 1.16, а

 

 

 

 

 

и

 

 

Синусоидальные

б)

ш : 1

п

 

гармоники

 

 

t

Рнс. 1.16,6

18

 

а

 

 

 

 

 

Продолжение карты

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задач

X

 

Содержание заданий

 

Ответы

 

 

о.

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

ST*

 

 

 

 

а

/ | /

 

Нечетные

синусо­

3

 

в)

в)

/

 

 

 

1/

?

идальные

гармо­

 

 

 

 

 

1/

ники

 

 

 

 

 

Рис. 1.16, В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

4

 

г)

г1

и

1

 

Нечетные

гармо­

 

 

 

U

''

ники

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.16, г

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

и

 

 

Постоянную

со­

5

 

 

 

Г

Г"

 

 

д)

 

_L

?

ставляющую

и

 

 

 

 

 

 

1

гармоникикосинусоидальные

 

Рис. 1.16, д

1.50

а)

б)

в)

г)

д)

1.51

а)

б)

в)

г)

Как

изменится

частота

 

 

 

первой

гармоники

спектра

 

 

 

(Л ), если;

 

длительность

Увеличится

1

уменьшить

 

импульсов?

 

 

 

 

 

 

2

увеличить период?

 

 

Уменьшится

увеличить

 

длительность

Не изменится

3

импульсов? .

 

 

 

 

 

4

уменьшить период?

 

Нет

правильного

уменьшить

частоту

 

следо-

ответа

 

 

 

 

 

вания импульсов?

 

 

 

 

 

Как

изменится

частота

 

 

 

первой

гармоники

спектра

 

 

 

прямоугольной

последова-

 

 

 

тельности импульсов,

амп-

 

 

 

литуда

которой

равна

нулю

 

 

 

(fnj), если:

 

 

 

 

Уменьшится

1

уменьшить период?

 

 

уменьшить

длительность

Увеличится

2

импульсов?

частоту

 

следо-

Не изменится

3

увеличить

 

ваиия при неизменной дли-

 

 

 

тельности импульсов?

 

 

 

4

увеличить

длительность

Нет

правильного

импульсов?

 

 

 

 

ответа

 

19

Номера

задач

1.52

1.53

н

X

СО

Я

о.

PQ

д)

а)

б)

в)

г)

д)

а)

б)

в)

г)

Д)

 

Продолжение карты 1.2

Содержание заданий

са

Ответы

 

► 5о

 

►г а

увеличить период колеба­ ний при неизменной дли­ тельности импульсов?

Как изменится

плотность

 

 

 

спектра (А/)

и число гармо­

 

 

 

ник в одном

лепестке

(т )

 

 

 

спектра прямоугольной

по­

 

 

 

следовательности

импуль-

 

 

 

сов,

если:

 

длительность

А{ увеличится

1

увеличить

импульсов при неизменном m уменьшится

 

периоде?

 

 

 

 

 

А/ не изменится

2

уменьшить

период

 

при

неизменной

длительности

m уменьшится

 

импульсов?

 

 

 

 

А/ не изменится

3

увеличить

период

 

при

неизменной

длительности

m увеличится

 

импульсов?

частоту

следо­

А/ уменьшится

4

увеличить

вания при неизменной дли­ m увеличится

 

тельности импульсов?

 

 

А/ не изменится

5

уменьшить

длительность

импульса

при

неизменном

m увеличится

 

периоде?

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

изменится

форма

 

 

 

прямоугольного

‘ импульса

 

 

 

на

выходе четырехполюсник

 

 

 

ка,

если:

 

частоту

 

ниж­ Увеличится

дли­

1

увеличить

 

ней границы полосы пропу­ тельность фронтов

 

скания?

 

частоту

 

ниж­

Уменьшится спад

2

уменьшить

 

ней границы полосы пропу­ плоской части

 

скания?

 

частоту

 

верх­

Увеличится

спад

3

увеличить

 

ней границы полосы пропу­ плоской части

 

скания?

 

частоту

 

верх­ Уменьшится

дли­

4

уменьшить

 

ней границы полосы пропу­ тельность фронтов

 

скания?

 

коэффициент

Нет правильного

5

увеличить

передачи

по

напряжению?

ответа

 

 

20