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

16 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

22157. ОБЛІК КОРОТКОСТРОКОВИХ ЗОБОВ’ЯЗАНЬ 62.5 KB
  Поняття, оцінка та види короткострокових зобов’язань (пасивів). Облік заборгованості по рахунках постачальників та векселів виданих (векселів до сплати). Облік інших короткострокових зобов’язань. Облік заробітної плати і зобов’язань по заробітній платі.
22158. Резистивные преобразователи перемещения 2.95 MB
  Контактные преобразователи принцип действия и основные типы контактных преобразователей 4 требования к электрической цепи область применения 6 II.2 классификация реостатных преобразователей по конструктивным особенностям...
22159. ТАХОМЕТРЫ 855.42 KB
  Приборы и датчики угловой скорости Приборы предназначенные для измерения частоты вращения называются тахометрами. Тахометры применяются для измерения частоты вращения вала двигателя и его агрегатов. Наибольшее распространение получили следующие методы измерения частоты вращения по принципу действия чувствительного элемента ЧЭ: центробежные в которых ЧЭ реагирует на центробежную силу развиваемую неуравновешенными массами при вращении вала; магнитоиндукционные основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от...
22160. ТЕНЗОРЕЗИСТОРЫ 114.5 KB
  2 Основные параметры и характеристики тензорезисторов. 3 Расчёт тензорезисторов. 5 Конструкция тензорезисторов. 9 Схемы включения тензорезисторов.
22161. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ 5.26 MB
  Понятия единицы измерения размерности Единицей количества тепла Q в Международной системе единиц СИ является джоуль Дж. В технике пока еще нередко применяется старая единица тепла калория кал а в англосаксонских странах Британская тепловая единица Б. Тепловой поток Ф это количество тепла проходящего через поперечное сечение А за единицу времени: Ф = . Плотность теплового потока q Дж см2 определяется как количество тепла проходящего за единицу времени t чeрез единицу площади поверхности: Теплоемкость С ранее...
22162. Методы измерения механических напряжений, сил и моментов 3.06 MB
  Измерения усилий требуется производить в различных средах в условиях действия разнообразных влияющих величин в широком диапазоне температур от 270 до 1200 С в широком частотном спектре который для механических напряжений и сил простирается от 0 до 100 к Гц а для давлений ультразвуковых волн в гидроакустике до 10 Гц. Первая группа методов наиболее широко используется для определения механических напряжений путем измерения деформации поверхности исследуемого объекта а также в приборах для измерения сил крутящих моментов и давлений....
22163. ПИРОМЕТРЫ 266.5 KB
  [4] Пирометры частичного излучения. [5] Высокотемпературные пирометры частичного излучения для контроля температуры [6] Особенности [7] ТАБЛИЦА ИНФРАКРАСНЫХ ТЕРМОМЕТРОВ ПИРОМЕТРОВ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [8] Пирометры Серии М50 INFRACOUPLE [9] Пирометры серии М67 М67S. Закон Планка устанавливает связь между абсолютной температурой и спектральным распределением потока излучения светимости АЧТ: 122 Где спектральная плотность потока излучения АЧТ т.