项目七非正弦周期电流电路的分析与测试?
任务7—1非正弦周期信号的分析与测试任务7—2非正弦周期电流电路的分析与测试目录
项目导入实际工程中我们经常会遇到非正弦信号。例如，由语言、音乐、图像等转换过来的信号，自动控制及计算机、数字通信中大量使用的脉冲信号，都是非正弦信号。非正弦信号可分为周期和非周期两种。本项目中，我们针对研究的是非正弦周期信号和线性非正弦周期电流电路。
任务7—1非正弦周期信号的分析与测试
7.1非正弦周期信号的产生和表示方法?
?1、非正弦周期信号产生及特点非正弦信号的产生原因：非正弦周期交流信号的特点：
2、非正弦周期交流信号的表示方法
非正弦周期信号的波形及频谱观察分析应用仿真软件来快捷直观地观察波形。调用软件中的多用信号发生器和示波器，连接如图示。调节信号源信号种类、频率、幅度等参数，虚拟示波器显示对应波形1）非正弦周期信号波形观察识别
2）三角波合成实验
3）非正弦周期信号频谱观察与分析
（1）正弦波频谱
（2）三角波频谱
（3）矩形波频谱
7·2非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率
1.非正弦周期电量的有效值?若则有效值:
2.非正弦周期电量的平均值?周期电流的平均值为：正弦量的平均值为：
3.非正弦周期交流电路的平均功率非正弦周期交流电路的平均功率（有功功率）定义为：?设某二端网络端口电压、电流分别为：式中，、为k次谐波的电压、电流初相。设为k次谐波电压与k次谐波电流的相位差，则
利用三角函数的正交性，得：结论：平均功率等于直流分量的功率和各次谐波的平均功率之和。
【例】求下述电流的有效值
【例】某非正弦电路的电压和电流
试求该电路吸收的功率。
非正弦周期信号的有效值和功率的测试与分析1）正弦信号的有效值和功率的测试与分析按图连接仿真电路，信号发生器输出的5KHz、10V幅值的正弦信号，加在100Ω负载电阻上，就流电压表U1测得信号电压有效值为7.07V，功率表读值约499.9mW。与理论分析计算结果对比
2）非正弦周期信号的有效值和功率的测试与分析按图连接仿真电路。
（1）启动仿真，待电路稳定后，电压表和功率表分别测量电路端电压U及功率P，将数据计入表中。用示波器观察并记录两个电压源叠加的波形和电阻R两端电压的波形（即电流的波形）。（2）把基波电压V1的电压设为0，即三次谐波V3单独作用，电压表和功率表分别测量电压和功率的三次谐波分量U3、P3，将数据计入表中。（3）把基波电压V3的电压设为0，即基波电压源V1单独作用，电压表和功率表分别测量电压和功率的基波分量U1、P1，将数据计入表中。（4）根据测量数据，验证非正弦周期电流电路的有效值和平均功率的计算公式。电压源电压/V功率/WV1、V3共同作用U=P=V3单独作用U3=P3=V1单独作用U1=P1=
任务7—2非正弦周期电流电路的分析与测试
7·3非正弦周期电流电路的分析
谐波分析法的一般的步骤如下：（1）将给定的非正弦周期激励信号函数展开为傅里叶级数，根据精度要求，取有限项高次谐波。（2）分别计算直流分量和各次谐波单独作用下电路的响应，计算方法与直流电路及正弦交流电路的计算方法相同。（3）应用叠加原理将步骤2的结果进行叠加，从而求得所需响应。
【例】已知：，求：Uab、i、及功率表的读数。
【例】某元件上电压、电流取关联参考方向，其表达式为求其吸收的平均功率。
【例】流过20Ω电阻的电流为求电流的有效值和电阻消耗的平均功率。
非正弦周期电流电路的测试在Multisim仿真软件上创建图示电路。启动仿真，等电路稳定后，电压表、电流表分别测量端电压U和电流I，将数据记入表中，并与理论值相比较。用示波器观察电源提供电压的波形。实际测量值理论计算值电路端电压波形电压电流
【项目总结】
1.非正弦周期电流、电压可以利用傅里叶级数展开式分解为直流分量和各次谐波分量之和，即2.可以用傅里叶级数的系数公式（不作要求），或者查表法，确定非正弦周期电流、电压的直流分量和各次谐波。3.应用线性电路的叠加原理，分别求直流分量和各次谐波的电路响应分量，然后将这些响应分量的瞬时值表达式叠加为电路总的响应。各次谐波分量的计算可应用能够相量法。
4.非正弦周期电压、电流的有效值等于直流分量及各次谐波分量有效值的平方和的平方根，即非正弦周期电压、电流的平均值（一般指整流平均值）等于它们的绝对值在一个周期上的平均值，即