48684

Основы теории цепей

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Содержание расчетно-пояснительной записки: таблица исходных данных; электрическая схема фильтра системы уравнений цепи; комплексная функция передачи; карта полюсов и нулей; АЧХ и ФЧХ и импульсные характеристики. С помощью метода узловых напряжений составляется система уравнения цепи в математической и скалярной форме.

Русский

2013-12-13

379 KB

15 чел.

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский Государственный Университет

Кафедра “Цифровые радиотехнические системы”

Пояснительная записка

к курсовой работе по курсу “ Основы теории цепей ”

Тема: “ Анализ линейной динамической цепи ”

ЮУрГУ-К .200734.000 ПЗ

Нормоконтролер:                                                          Руководитель:

Коровин В.М.                                                                  Коровин В.М.     

«    »              2005г.                                                          «     »                   2005г.

                                                                     Автор проекта:

                                                                    студент группы

                                                                       

                                                                       Проект защищен                                                                                                                

                                                           с оценкой

                                                                              __________________

                                                                                   «    »                      2005г.

Челябинск

2005г.

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

                                                                                                          Факультет: ПС

        Кафедра: ЦРТС

ЗАДАНИЕ

по курсовой работе

студенту группы ПС-234 Голощапову Кириллу

             

1. Тема работы: “Анализ линейной динамической цепи ”

2. Срок сдачи работы:   _____________________

3. Исходные данные к работе:  Вариант № 14

Индукторы:  L1 = 1.6181 мГн,   L2 = 0.5000 мГн,    L3 = 1.6181 мГн

Конденсаторы:  С1 = 0.6180 нФ,   С2  = 0.6180 нФ

Резисторы:  R1 = 1 кОм,    Rн = 1кОм

4. Содержание расчетно-пояснительной записки:

- таблица  исходных данных;

- электрическая схема фильтра, системы уравнений цепи;

- комплексная функция передачи;

- карта полюсов и нулей;

- АЧХ и ФЧХ и импульсные характеристики.

5. Перечень графического материала.

6. Дата выдачи задания:_____________________________

Руководитель: Коровин В.М.

Задание принял к исполнению:

Подпись студента:__________

Аннотация

        Порядок, объем, и содержание выполнения работы определены в учебном пособии  к курсовой работе.  В данной работе исследуется линейная реактивная цепь, нагруженная на резистор и питаемая от источника ЭДС. С помощью метода узловых напряжений составляется система уравнения цепи в математической и скалярной форме. Используя скалярные и математические  преобразования,  находится комплексная функция передачи.  Строится карта полюсов и нулей функции передачи, логарифмическая АЧХ и полулогарифмическая ФЧХ, импульсные и переходные характеристики.

           В ходе выполнения работы использовались программы:

Mathcad 2000 Professional, для  вычислений и построения графиков.

Micro-Cap 7.0, для построения графиков.

 

Содержание

1. Введение……..……………..…………...…..……5

2. Таблица исходных данных ……………….…….5

3. Схема цепи……………………………….………6

4. Комплексная функция передачи……….……….7

5. Карта полюсов и нулей…………………………10

6. АЧХ и  ФЧХ……………………………………..11

7. Исследование во временной области……….…12

8. Заключение……………………………………...14

9. Литература………………………………………15

1. ВВЕДЕНИЕ.

   

        В работе проводится  исследование и анализ линейной динамической цепи.  Составляется по имеющимся данным схема цепи, так же составляется система уравнений цепи в скалярной и матричных форма, применяя метод узловых напряжений или  метод обобщенных чисел.   Находится комплексная функция передачи для гармонического режима. Составляется карта полюсов и нулей  функции передачи. Находятся значения, и строится графики  АЧХ и ФЧХ  по имеющемуся  выражению функции передачи. Выделив линейный участок построенной АЧХ  в полосе задержания, находится крутизна среза в децибелах на декаду и октаву. По линейному участку ФЧХ в полосе пропускания находится групповое время задержки сигнала в цепи как крутизну ФЧХ в микросекундах.  Проводится исследование цепи во временной области.

 2. ТАБЛИЦА ИСХОДНЫХ  ДАННЫХ.

Элемент цепи

Наминал

Узлы подключения

L1

1.6181 мГн

1-0

L2

0.5000 мГн

2-0

L3

1.6181 мГн

3-0

Rн

1 кОм

3-0

С1

0.6180 нФ

1-2

С2

0.6180 нФ

2-3

R1

1 кОм

1-0

 

 

 3. СХЕМА ЦЕПИ.

   Воспользовавшись исходными данными, получим  заданную электрическую   

 цепь.

  

Рисунок электрической цепи по исходным данным.

Преобразуем данную схему электрической цепи с помощью теоремы об эквивалентном генераторе тока.

Рисунок преобразованной электрической цепи.

Найдем уравнения для узлов цепи относительно токов.

 (1)

 (2)

 (3)      ,   

  где , ,   , ,  ,

 ,   ,,    , ,

 Подставим значения в уравнения для узлов цепи.

 (1)   + -=

 (2)   +-=0

 (3)   +=0

 Преобразуем эти уравнения, выделив коэффициенты при напряжениях.

 (1)         -                  +              =

 (2)                    -   +   -            = 0

 (3)                          -                   +  = 0

 Представим  матрицу  узловых напряжений.

 

 

 4. Комплексная функция передачи

     Комплексную функцию передачи найдем с помощью метода звездного числа.  Преобразуем  исходную цепь, выделив в ней узлы подключения элементов.

Рисунок преобразованной цепи для метода звездного числа.

   Главная диагональ матрицы проводимостей для цепи будет равна (предварительно помножив все строки на ):

  ,      ,   ,     

 Перейдем к матричной  форме записи (сделав замену ):

 |) =     

  

 Комплексную функцию передачи найдем по формуле:

 =

|) =   

 Найдем  по правилам метода обобщенных чисел:

  = [|)]mod2  =  =

  =

  

=

                                             

=

     

|) =  

 Найдем   по формуле:

      =   [|)]mod2   =        =

    =  

     = =

    =

  =

 Подставим значения в формулу для вычисления комплексной функции передачи  и раскрыв скобки  выделим коэффициенты при каждом значении.

       

 

       

Подставим числовые значения в это выражение (делая замену ):

=

 Произведем замену  на  .

=

         

 Разделим  все коэффициенты  на коэффициент при  пятой степени:

 =

   

      

 5. Карта полюсов и нулей.

    Функция передачи имеет один ноль  s=0.

     Полюса функции передачи найдем, приравняв знаменатель к нулю.

     =0

   

 Решив это уравнения, найдем полюса.

 P1 =

 P2,3 =

 P4,5 =

Карта полюсов и нулей.

  6. АЧХ и  ФЧХ.

   Для нахождения  АЧХ и ФЧХ в комплексной функции передачи сделаем замену

p на jω.

  =

Найдем   как  ||.

График  АЧХ  в логарифмических осях координат будет иметь вид:

                 

На линейном участке построенной АЧХ в полосе задержания, найдем крутизну среза как ,  в моем случае S = 97,5   или  S =      .

Найдем ФЧХ как

График ФЧХ  представим в полулогарифмических осях координат.

На линейном участке построенной ФЧХ в полосе пропускания, найдем групповое время задержки сигнала как    в моем случае  .

7. Исследование во временной области.

   Функцию g(t)  и  h(t) будем искать по следующим формула:

  

                                  

              f1=0.0441                 

      i = 0…2

                           

                  

Функцию h(t) находим так же как и g(t).

   

8.Заключение.

    В ходе выполнения данной работе  мы ознакомились с ГОСТами. Научились составлять электрическую цепь по заданным данным. Составлять для нее систему уравнений узловых напряжений. Рассчитывать комплексную функцию передачи, находить для нее полюса и нули и строить для них карту полюсов и нулей. Находить АЧХ и ФЧХ  строить для них графики. Также ознакомились как ведет себя этот фильтр со временем.  

9.Литература.

  1.  Основы теории цепей: Учебное пособие для вузов/ В.П.Попов. – 3-е изд., испр. –

М.: Высш.шк., 2000. – 575 с.: ил.

  1.  Анализ линейных цепей с применением микрокалькуляторов: Учебное пособие к курсовой работе/ В.М. Коровин. – Челябинск: ЧПИ, 1988 – 38с.
  2.  Атабеков Г.И.    Основы теории цепей: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1969. –

424с.: ил.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57338. Метеорологические опасные явления и защита от них 152 KB
  Интенсивные нисходящие потоки воздуха представляющие собой холодный воздух вытесняют теплый воздух вблизи земной поверхности вверх тем самым усиливая восходящие потоки в грозовом облаке.
57339. ІНФОРМАТИКА. ПОНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ І ПОВІДОМЛЕННЯ. ІНФОРМАЦІЯ І ІНФОРМАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ 93.5 KB
  Корисність актуальність достовірність обєктивність або субєктивність розпізнаваність повнота повна або неповна нематеріальність проте інформація може виявлятися лише через матеріальні процеси сигнали...
57343. Цветок - генеративный орган растения 50.5 KB
  Папки с индивидуальными заданиями и заготовками для команд мягкий цветок проектор с экраном ноутбук магниты папка-скоросшиватель для стихов цитаты о цветах и вырезанные из цветных листов цветы для украшения кабинета.
57345. Лічба предметів. Поняття стільки ж, великий — малий, найбільший — найменший 31.5 KB
  Робота з підручником Розглянути іграшки на малюнку порахувати всіх звірят назвати всіх звірят від найменшого до найбільшого; від найбільшого до найменшого.