Курсовая работа - Расчет частотных и переходных характеристик линейных цепей - файл n1.doc

Курсовая работа - Расчет частотных и переходных характеристик линейных цепей
Скачать все файлы (244.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc245kb.16.02.2014 01:49скачать

n1.doc

Казанский Государственный Технический Университет

им. А.Н.Туполева

Кафедра радиоэлектроники и информационно-измерительной техники

Расчет частотных и переходных характеристик линейных цепей

Курсовая работа

по курсу

«Электротехника и электроника»
Руководитель:

Насырова

Выполнил:

студент гр.5209,

Ганиев С. И.


Казань 2007


СОДЕРЖАНИЕ

Введение

3

Задание

4

Задание 1: РАСЧЁТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ

5

1 РАСЧЁТ КОМПЛЕКСНОГО ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ

5

1.1 Определение комплексного входного сопротивления цепи




1.2 Определение АЧХ входного сопротивления цепи




1.3 Определение ФЧХ входного сопротивления цепи




1.4 Определение АФХ входного сопротивления цепи (Годограф)




2 РАСЧЁТ КОМПЛЕКСНОЙ ФУНКЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ




2.1 Определение комплексного коэффициента передачи цепи




2.2 Определение амплитудно-частотной характеристики цепи




2.3 Определение фазочастотной характеристики цепи




2.4 Определение амплитудно-фазовой характеристики цепи (Годограф)




Вывод




Задание 2: ПЕРЕХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА




2.1 Операторный метод




2.2 Классический метод




2.3 График




Вывод




Литература




ВВЕДЕНИЕ


Знание фундаментальных базовых дисциплин в подготовке и формировании будущего инженера-конструктора весьма велико.

Дисциплина «Электротехника и электроника относится к числу базовых дисциплин. При изучении данного курса приобретаются теоретические знания и практические навыки по использованию этих знаний для расчета конкретных электрических цепей.

Основная цель курсовой работы – закрепление и углубление знаний по следующим разделам курса:

1) частотные характеристики линейных электрических цепей;

2)методы анализа переходных процессов в линейных цепях (классический и операторный).

Если в состав цепи входят реактивные элементы, то из-за зависимости их сопротивления от частоты гармонического сигнала параметры цепи становятся частотно-зависимыми. Зависимости параметров цепи от частоты гармонического воздействия называют частотными характеристиками. Для ряда устройств (электрические фильтры, колебательные контура) частотные характеристики служат для определения их избирательных свойств, т.е. способности выделять определенную частоту или полосу частот на фоне других частот.

При коммутации в электрической цепи возникают переходные процессы. При этом цепь из одного устойчивого состояния переходит в другое устойчивое состояние, отличающееся от предыдущего, например величиной амплитуды, фазой и т.д. Изучая переходные процессы, мы можем установить, как деформируются по форме и амплитуде сигналы при прохождении через устройства (усилители, фильтры и т.д.), выявить превышение напряжения на отдельных участках цепи, которое может оказаться опасными для изоляции устройства или может вывести его из строя, а также определить продолжительность переходного процесса, что влияет на скорость работы устройства.

ЗАДАНИЕ

Вариант №4

C1

0,1 мкФ

R1

10 кОм

R2

10 кОм

R3

20 кОм



Задание:

  1. Определить комплексное входное сопротивление цепи.

  2. Найти модуль, аргумент, активную и реактивную составляющие комплексного сопротивления цепи.

  3. Расчет и построение частотных зависимостей модуля, аргумента комплексного входного сопротивления и построить графики амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик комплексного входного сопротивления.

  4. Определить комплексный коэффициент передачи цепи, построить графики амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик.

5. Построить годографы и .

6. Определить характерные частоты.

I РАСЧЁТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ
1 РАСЧЁТ КОМПЛЕКСНОГО ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ
1.1 Определение комплексного входного сопротивления цепи


Нам дана электричкская цепь:



Преобразуем данную схему в эквивалентную:
Обозначим ч\з , , , ,

имеем

(1.1)

Рис 1.



Рис 2.

(1.2)


Рис 3.
(1.3)

Т.к , , , , то:
(1.4)

После подстановки числовых значений получим:

(1.5)
1.2 Определение АЧХ комплексного входного сопротивления цепи
Амплитудно-частотная характеристика комплексного входного сопротивления цепи:
(1.6)

Подставляя значения, получим:

(1.7)

Результаты расчётов приведены в таблице 1.1, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 4 (а) и (б)

Зависимость модуля комплексного входного сопротивления цепи от частоты

Таблица 1.1



, рад/c

, Ом

0


4*104

100


3.991*104

200


3.966*104

500


3.821*104

1000


3.536*104

2000


3.225*104

3000


3.114*104

4000


3.068*104

6000


3.031*104

8000

3.018 *104



Построим график АЧХ для входного сопротивления:





Рис. 4. АЧХ комплексного входного сопротивления цепи;

размерность Zвх (w) – Ом,w – рад/с; (а) - в обычном масштабе, (б) - в логарифмическом масштабе.
1.3 Определение ФЧХ комплексного входного сопротивления цепи
Аргумент комплексного входного сопротивления цепи:





(1.8)


Подставляя значения из формулы (1.5) , получим:



(1.9)


Результаты расчётов приведены в таблице 1.2, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 4 (а) и (б).


Таблица 1.2

Зависимость аргумента комплексного входного сопротивления цепи от частоты





, рад/c

,рад


0

0


0.1*104

0.142


0.2*104

0.124


0.3*104

0.096


0.4*104

0.077


0.45*104

0.069


0.5*104

0.063


1*104

0.033


2*104

0.033


3*104

0.011


Построим график ФЧХ входного сопротивления:


(а)





(б)


Рис. 5. ФЧХ комплексного входного сопротивления цепи;

размерность ArgZ(w) – рад,w – рад/с; ; (а)-в обычном масштабе, (б)-в логарифмическом масштабе.


1.4 Амплитудно-фазовая характеристика
Построим годограф в логарифмическом масштабе:




Рис 6. Годограф

2. РАСЧЁТ КОМПЛЕКСНОЙ ФУНКЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ

2.1 Определение комплексного коэффициента передачи цепи
Воспользуемся уже полученной нами эквивалентной схемой нашей цепи изображенной на рис.2




Направим по часовой стрелке контурный ток J (рис.6), тогда






Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации