非正弦周期电路的谐波法

1、实验二十实验二十 非正弦周期非正弦周期电流电路的谐波分析法电流电路的谐波分析法 一、实验目的一、实验目的 1.1.充分理解非正弦电流与电压的性质。充分理解非正弦电流与电压的性质。2.2.学习非正弦电路的谐波分析。学习非正弦电路的谐波分析。二二 、实验原理、实验原理 周期函数周期函数: : 可以分解为可以分解为还可以写为另一种形式还可以写为另一种形式 KKKtKbtKaatf)sincos(2)(0 ( )()f Tf tKT KKKmtKAAtf)sin()(0 1.1. 分析非正弦周期电流与电压电路，可以利用付里叶级数，分析非正弦周期电流与电压电路，可以利用付里叶级数， 将将非正弦非正弦周期

2、周期函数展开成若干种频率的谐波信号；函数展开成若干种频率的谐波信号；2. 2. 利用正弦交流电路的计算方法，对各谐波信号分别计算。利用正弦交流电路的计算方法，对各谐波信号分别计算。3. 3. 将以上计算结果，用将以上计算结果，用瞬时值迭加瞬时值迭加。基波（和原基波（和原函数同频）函数同频）二次谐波二次谐波（2 2倍频）倍频）直流分量直流分量高次谐波高次谐波22t)1t)10Amsin(2f mfsin()(AAtf.)sin(10kkkmtkAAf非正弦周期交流非正弦周期交流信号的分解信号的分解周期性方波的分周期性方波的分解解tttt基波基波直流分量直流分量三次谐波三次谐波五次谐波五次谐波七次

3、谐波七次谐波三、实验原理图与仿真结果三、实验原理图与仿真结果 在正弦激励电路中有非线性元件，电路中会出现非在正弦激励电路中有非线性元件，电路中会出现非正弦电流与电压。图正弦电流与电压。图3.13.1中电路电源为中电路电源为us us 。电路中有非。电路中有非线性元件，出现了非正弦的电压与电流。电压线性元件，出现了非正弦的电压与电流。电压u u0 0的波形的波形如图如图3.23.2所示，各次谐波的幅度与初相位见表所示，各次谐波的幅度与初相位见表3.13.1。 图图3.1图图3.2表表3.1谐波频率谐波频率幅度幅度初相位初相位00.46431001.99550.002000.1395-90.003

4、000.56680.004000.0957-90.025000.29490.006000.0732-90.047000.17950.018000.0570-90.069000.11620.0210000.0440-90.0811000.07720.0212000.0331-90.1101. .前前3次谐波分量的叠加波形次谐波分量的叠加波形2. .前前5次谐波分量的叠加波形次谐波分量的叠加波形3. .前前11次谐波分量的叠加波形次谐波分量的叠加波形1次谐波次谐波3次谐波次谐波5次谐波次谐波7次谐波次谐波1+3次谐波次谐波 1+3+5+7次谐波次谐波1+49次谐波次谐波原方波信号原方波信号谐波合成

5、方波的演示谐波合成方波的演示返回返回1次谐波次谐波T/2T返回返回3次谐波次谐波TT/2返回返回5次谐波次谐波T/2T返回返回7次谐波次谐波T/2T1+3次谐波次谐波T/2T返回返回1+3+5+7次谐波次谐波T/2T返回返回1+49次谐波次谐波T/2T返回返回原方波信号原方波信号TT/2返回返回四四 、实验报告要求、实验报告要求 1. 1. 前前3 3次谐波分量叠加实验，画出电路图，记录傅立叶分析所得次谐波分量叠加实验，画出电路图，记录傅立叶分析所得各次谐波的幅度、频率与初相位，在坐标纸上定性画出叠加各次谐波的幅度、频率与初相位，在坐标纸上定性画出叠加波形并记录其周期；波形并记录其周期；2. 2. 前前5 5次谐波分量叠加实验，画出电路图，记录傅立叶分析所得次谐波分量叠加实验，画出电路图，记录傅立叶分析所得各次谐波的幅度、频率与初相位，在坐标纸上定性画出叠加各次谐波的幅度、频率与初相位，在坐标纸上定性画出叠加波形并记录其周期；波形并记录其周期；3. 3. 前前1111次谐波分量叠加实验，画出电路图，记录傅立叶分析所次谐波分量叠加实