Přemostěný T-článek
Zadání obvodu podle výše uvedeného obrázku.
> | T:="premosteny T clanek |
> | V 1 0 1 |
> | C1 1 2 C*a |
> | C2 2 3 C |
> | R1 1 3 R*b |
> | R2 2 0 R |
> | .end": |
> | res_T:=syrup(T, ac); |
parsedeck: Analyzing SPICE deck "premosteny T clanek" (ignoring this line)
Obecný výraz pro přenos.
> | P_T:=subs(res_T,v[3]); |
Výpočet kmitočtu .
> | solve(evalc(Im(subs(s=I*omega,P_T))),omega); |
> | om_T:=%[2]; |
Přenos pro .
> | P_T1:=collect(algsubs(C*R=1,subs(res_T,v[3])),s); |
Přenos pro .
> | simplify(subs(s=I*om_T,P_T)); |
Strmost fázové charakteristiky pro relativní kmitočet v bodě .
> | phi_P_T:=evalc(argument(subs(s=I*omega,P_T))): |
> | SR_phi_T:=simplify(om_T*subs(omega=om_T,diff(phi_P_T,omega))); |
Jak bude vidět dále, modul přenosu vykazuje pro minimum, z čehož vyplývá, že daný článek je určen pro větev záporné zpětné vazby. Velikost konstant a určíme tak, aby strmost fázové chrakteristiky byla pro co největší, což je výhodné pro stabilitu kmitočtu celého oscilátoru. Ze vztahu je patrné, že bude vhodné volit velké a spíše menší ( ). Např. Pro vychází pro optimální volba , jak je ukázáno na následujícím grafu.
> | plot(subs(b=10,SR_phi_T),a=0.1..10); |
> | solve(diff(subs(b=10,SR_phi_T),a));evalf(%); |
Výpočet modulu a fáze přenosu .
> | abs_P_T:=evalc(abs(subs(s=I*omega,P_T1))): |
> | phi_P_T:=evalc(argument(subs(s=I*omega,P_T1))): |
Následuje vykreslení kmitočtových charakteristik pro dvě různé volby hodnot koeficienů a . Dále pak vyčíslení velikosti modulu a strmosti fázové charakteristiky (v radiánech i ve stupních) pro (pro obě hodnoty volby koeficientů).
> | plots[semilogplot]([subs(a=0.77,b=10,abs_P_T),subs(a=1,b=1,abs_P_T)],omega=0.02..10,color=[blue,red],legend=["a=3, b=10","a=b=1"],thickness=2); |
> | plots[semilogplot]([subs(a=0.77,b=10,phi_P_T),subs(a=1,b=1,phi_P_T)],omega=0.02..10,color=[blue,red],legend=["a=0.77, b=10","a=b=1"],thickness=2); |
> | simplify([subs(a=0.77,b=10,subs(omega=1/sqrt(a*b),abs_P_T)),subs(a=1,b=1,subs(omega=1/sqrt(a*b),abs_P_T))]); |
> | evalf([subs(a=0.77,b=10,SR_phi_T),subs(a=1,b=1,SR_phi_T)]); |
> | evalf(180/Pi*[subs(a=0.77,b=10,SR_phi_T),subs(a=1,b=1,SR_phi_T)]); |
Z grafů je evidentní, že volba konstant a má výrazný vliv na přenosové vlastnosti článku. Pro relativní změnu % bude tedy pro strmost stupňů, což je osmkrát lepší hodota oproti volbě .
> | P_T1; |
Přenos má komplexně sdruženou nulu pro volbu a dále póly, které jsou právě pro tuto volbu blíže imaginární ose, což odpovídá větší strmosti fázové charakteristiky pro pro tuto volbu.
> | n1:=solve(subs(a=1.,b=1,numer(P_T1))); |
> | n2:=solve(subs(a=0.77,b=10,numer(P_T1))); |
> | p1:=solve(subs(a=1.,b=1,denom(P_T1))); |
> | p2:=solve(subs(a=0.77,b=10,denom(P_T1))); |
> |
Závislosti pro a=b=0.5, 1 a 2
> |
Následuje analýza T-článku k minulého příkladu, kde jsou však prohozeny rezistory za kapacitory a naopak. Ukáže se, že chování článku je však identické.
To samé, ale změněny C za R a naopak
> |