Analizando la respuesta del sistema en el dominio de tiempo desde el diagrama de Bode (intuición)

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Se hizo la siguiente pregunta: Dada una gráfica de Bode con una respuesta de frecuencia como se ilustra en esta gráfica de Bode, encuentre la amplitud de vout para una entrada de onda cuadrada simétrica de + -10V a 2KHz. La gráfica de Bode describe una asíntota de -40dB que cruza la línea de 0dB a 700Hz.

El intento de una solución:

El elemento fundamental de la entrada tiene una pulsación de \ $ \ omega = 2 \ times10 ^ {3} \ times2 \ pi = 4000 \ pi \ $  . Que es mucho más grande que la pulsación de corte: \ $ \ omega_ {c} \ approx300 \ times2pi = 600 \ pi \ $

Por lo tanto, podemos aproximar H (s) por \ $ H (s) = \ frac {R (s)} {E (s)} \ approx \ frac {1400 \ pi} {s ^ {2}} \ PS  .

Si analizamos la respuesta en el dominio de tiempo, tenemos \ $ r (t) = 1400 \ pi \ times10 \ int {} _ {0} ^ {T / 2} \ int {} _ {0} ^ { T / 2} e (t) dt = 1400 \ pi \ times10 \ times \ frac {T} {2} \ int_ {0} ^ {T / 2} dt \ $ con \ $ \ frac {T} {2} = 2.5 \ times10 ^ {- 4} \ $

Entonces obtenemos \ $ r (t) = 1400 \ pi \ times10 \ times (2.5 \ times10 ^ {- 4}) ^ {2} = 0.00274889V  \ $

Vi un ejemplo para un integrador simple, pero no estoy seguro de que esta doble integral, ¿podría ser una integral indefinida y luego evaluarse en el medio período? También tengo algún problema de intuición al pasar de la frecuencia al dominio del tiempo, ¿cómo funcionaría esto para un filtro más complicado, por ejemplo uno elíptico que tiene ondulación en la parada de banda? La primera pregunta en el foro lo siento si algunas reglas de etiqueta se han roto aquí.

    
pregunta SolipsistElvis

2 respuestas

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Un cálculo aproximado para el primer armónico a 2kHz (suponiendo una disminución de ganancia de 40dB / dec por encima de 700 Hz) produce un factor de atenuación de la aplicación. 9.44 (19.5dB). Por lo tanto, el primer harmonioc a 2kHz debe tener una amplitud de 10 / 9.44 = 1.06 voltios.

Justificación visual: en f = 1kHz tenemos una amortiguación de 7.5dB (factor 2.37)

EDIT1 : debido a algunos números incorrectos (obtenidos del diagrama), he corregido ligeramente los valores de atenuación.

EDIT2: la simulación de un paso bajo de segundo orden correspondiente con una entrada de onda cuadrada produce una señal sinusoidal (buena calidad) con una amplitud de aplicación. 1.3 V. Esto es más que aproximado aproximadamente, sin embargo, los datos del filtro no podrían ser muy exactos porque la evaluación de la respuesta de magnitud dada no está libre de errores (frecuencia de polos, cruce de 0 dB de la asíntota o la curva real ?).

    
respondido por el LvW
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Sí, los datos son aproximados porque todo lo que se proporcionó fue el diagrama de Bode que se muestra arriba. La solución se proporcionó hoy y todavía tengo algunos problemas para envolverla. Lo siento, está en francés y soy un poco perezoso para volver a escribir y traducir, pero las matemáticas deberían explicarse por sí mismas.

1) No entiendo cómo podemos asumir vout (T / 2) = 0

2) H (700) debe ser aproximadamente 1 ya que la ganancia es cero alrededor de esa frecuencia (Crête significa pico por cierto, por lo que estamos hablando en términos de amplitud aquí)

    
respondido por el SolipsistElvis

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