Искажения выходного

При конструировании синхронных генераторов стремятся получить ЭДС, максимально приближающуюся к синусоиде. Несинусоидальность кривой напряжения согласно ГОСТ 183-74 оценивается коэффициентом искажения синусоидальности, который определяется отношением в процентах корня квадратного из суммы квадратов амплитуд высших гармоник данной кривой к амплитуде ее основной гармонической:

— искажения синусоидальности кривой напряжения

При проектировании электрических машин всегда стремятся получить возможно более синусоидальное напряжение в их обмотках. Для оценки возможного отклонения от синусоидальной формы напряжения в ГОСТ 183-74 «Машины электрические. Общие технические требования» введено понятие коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения (или тока), определяемого в виде выраженного в процентах отношения корня квадратного из суммы квадратов амплитуд (или действующих значений) высших гармонических составляющих данной периодической кривой к амплитуде (или действующему значению) ее основной гармонической:

Для того чтобы уменьшить несинусоидальность напряжения, в первую очередь стремятся сделать возможно более синусоидальной форму кривой индукции поля возбуждения (каким образом это делается в случаях сосредоточенной и распределенной обмоток возбуждения было разъяснено в гл. 26). Но, несмотря на принятые меры, коэффициент искажения синусоидальности кривой поля возбуждения может превышать требуемые значения, и если форма кривой ЭДС во времени будет повторять форму кривой индукции в пространстве, электрическая машина не будет удовлетворять требованиям ГОСТ. Однако такое повторение формы кривой индукции в кривой ЭДС (ср, 27-10, а и б) наблюдается только в фазе сосредоточенной обмотки, имеющей по одной катушке в группе (q = 1) и выполненной без укорочения шага (г/к = т). В этом случае k0 = kov = 1 и, как следует из (27-18), относительные значения высших гармонических ЭДС по отношению к первой совпадают

что означает уменьшение искажения синусоидальности формы ЭДС по сравнению с формой кривой индукции (см. 27-10, г и д). Как видно из 27-10, г и д, при ук ~ 0,83т и q 5г 2 удается получить практически синусоидальную форму кривой ЭДС даже при существенно несинусоидальной форме кривой индукции поля возбуждения.

В трансформаторе для преобразования частоты используется эффект искажения синусоидальности распределения индукции

Несинусоидальность кривой напряжения (или тока) согласно стандарту на электрические машины (ГОСТ 183-74) оценивается коэффициентом искажения синусоидальности периодической кривой (см. § 27-6). Тем же стандартом предписывается иметь коэффициент искажения синусоидальности кривой линейного напряжения (при холостом ходе и номинальном напряжении) в трехфазных генераторах переменного тока 50 Гц (в том числе в синхронных) не более 5% для генераторов мощностью свыше 100 кВ -А и не более 10% для генераторов мощностью от 1 до 100 кВ-А *.

В § 27-6 показано, что даже при несинусоидальной форме индукции поля возбуждения ЭДС, индуктированная в обмотке якоря, получается почти синусоидальной. Уменьшение содержания высших гармонических в кривой ЭДС достигается за счет укорочения шага обмотки якоря, размещения ее катушек в достаточно большом числе пазов, а также соединения фаз обмотки в звезду или треугольник. Как видно, например, из 27-10, магнитное поле возбуждения с коэффициентом искажения синусоидальности 28% индуктирует в обмотке якоря (г/к = 0,83 т, q — 2, соединение Y) линейную ЭДС с коэффициентом искажения 0,7%, что значительно меньше, чем требуется по ГОСТ. Таким образом, исходя из требований, предъявляемых к синусоидальности кривой линейного напряжения при холостом ходе, можно было бы не стремиться к улучшению формы поля возбуждения, хотя это и привело бы к дальнейшему уменьшению коэффициента искажения синусоидальности ЭДС.

— искажения синусоидальности кривой линейного напряжения в трехфазных генераторах 514

— искажения синусоидальности кривой 355

140. Определение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения.

;«0,3 В или «0,65 В. Убедиться в том, что при этом будут минимальные искажения выходного напряжения усилителя. Синусоидальное напряжение на вход усилителя следует подавать с электронного генератора.

На 7.9 изображена принципиальная схема ^С-автогенера-тора с мостом Вина, в которой вместо двухкаскадного усилителя включен операционный усилитель (ОУ). Работа его ничем не отличается от работы автогенератора, выполненного по схеме 7.8, а. В таком генераторе мост Вина включают между выходным выводом ОУ и его неинвертирующим входом, чем достигается введение положительной обратной связи. Резисторы Rs, R* и R5, соединяющие выход с инвертирующим входом ОУ, являются звеном отрицательной обратной связи. Если резисторы /?4 и R$ определяют требуемый коэффициент усиления усилителя, то терморезистор R3 стабилизирует амплитуду и снижает нелинейные искажения выходного напряжения (если взять ОУ типа 140УД7, сопротивления переменных резисторов Ri=R2=50 кОм, емкости конденсаторов d=C2 = =3300 пФ, сопротивления Rt=8,2 кОм и R*,=\Q кОм, то автогенератор сможет давать синусоидальные колебания в диапазоне от 1 до 10 кГц).

При подаче на вход усилителя синусоидального сигнала большой амплитуды возникают нелинейные искажения выходного сигнала. Основной причиной этих искажений является нелинейность выходных характеристик усилительных элементов усилителя. В усилителе на биполярном транзисторе искажения возникают также из-за нелинейности его входных характеристик. На 11.11 показано построение выходного сигнала усилителя при синусоидальных входных сигналах различной амплитуды.

Наличие в усилителях нелинейных элементов вызывает, особенно при высоких уровнях входного сигнала, нелинейные искажения выходного сигнала. Нелинейные искажения обусловливают появление в спектре выходного сигнала новых частотных компонент (гармоник), отсутствующих во входном сигнале. Количественной характеристикой нелинейных искажений является коэффициент нелинейных искажений

жения питания. При этом ограничивается амплитуда и возрастают искажения выходного сигнала.

Из уравнения (4.9) следует, что сигнал на выходе видеоканала можно представить в виде суммы исходного сигнала и дополнительных эхо-сигналов, повторяющих по форме исходный и опережающих (отстающих) на время рД/, р = 1, 2, ... Относительный «вес» эхо-сигналов, которые характеризуют линейные искажения выходного сигнала, определяется коэффициентами а.р и (5Р соответственно. Из выражений (4.11) видно, что линейные искажения отсутствуют (ар = = рр == 0), если в диапазоне ю? [ — сов, и„] выполняются условия: fe((o) = const; lF((o) = т(ш) = 0. Выражения (4.9) — - (4.1 1) можно использовать при анализе как видеоканала в целом, так и отдельных каскадов. Если видеоканал (каскад) представляет собой неминимально-фазовую цепь с линейной ФЧХ и неравномерной АЧХ (такими цепями являются, например, преобразователи свет — сигнал и сигнал — свет с конечной апертурой, апертурный и амплитудный кор-

Детектор огибающей целесообразно применять при двухполосной AM, симметричной форме АЧХ и ФЧХ канала и точной настройке несущей частоты на резонансную частоту канала ( 4.7, кривая /). В этом случае из выражений (4.15) следует, что Ьр = ср = ур = кр = О, соответственно из уравнений (4.14)—B(t) = Q. Во всех других случаях — при расстройке несущей частоты или несимметричности характеристик канала ( 4.7, кривые 2, 3) — квадратурная компонента B(t) не равна нулю и вызывает значительные линейные и нелинейные искажения выходного сигнала.

Нелинейные искажения выходного напряжения и тока в усилителе мощности оцениваются коэффициентом нелинейных иска-жений йиск или клирфактором *, представляющим собой квадратный корень из отношения* суммарной мощности гармоник, образовавшихся в результате нелинейных искажений, к мощности полезного сигнала:

Транзисторы в этом усилителе включены по схеме с ОК, что уменьшает нелинейные искажения выходного напряжения. Как

1. Скачок напряжения. На основании простых соображений, высказанных в § 12.4, можно утверждать, что неискаженная передача электрического импульса со входа электрической системы на ее выход возможна только в том случае, если модуль коэффициента передачи системы Т (/со) не зависит от со в пределах диапазона передаваемых частот, а аргумент передаточной функции пропорционален со. В реальных системах передачи электрических сигналов неизбежны искажения выходного сигнала по сравнению с входным. Эти искажения будут тем больше, чем шире необходимая полоса

При работе оконечных каскадов радиопередатчиков в критическом или слабо перенапряженном режиме из-за сильного искажения выходного тока усилительного элемента значительно увеличивается мощность гармоник. Хотя колебательные контуры оконечных каскадов и антенны настроены на основную частоту (первую гармонику), а для всех остальных частот представляют собой малые сопротивления, токи гармоник все же проникают в антенну и на этих частотах происходит излучение. Такое излучение приводит к появлению в эфире дополнительных сигналов, создающих помехи радиоприему.