48720

ИССЛЕЛОВАНИЕ АКТИВНОГО RC–ФИЛЛЬТРА

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

СанктПетербург 2001 Задание к работе 1 Найти операторную передаточную функцию фильтра. 2 Найти АЧХ и ФЧХ фильтра. Построить графики АЧХ и ФЧХ и оценить тип фильтра. 3 Найти переходную характеристику 1го звена фильтра и построить ее график.

Русский

2013-12-14

331 KB

2 чел.

Государственный Университет Телекоммуникаций

Им. Проф. М.А.Бонч-Бруевича

Кафедра ТЭЦ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине « ОТЦ »

« ИССЛЕЛОВАНИЕ АКТИВНОГО RC –ФИЛЛЬТРА »

Выполнила: Полушина Светлана, Р-09

                                                      Проверила: Глебова М. С.

Санкт-Петербург

2001

Задание к работе    

 

1) Найти операторную передаточную функцию фильтра. Составить и решить соответствующую систему узловых уравнений.

2) Найти АЧХ и ФЧХ фильтра. Построить графики АЧХ и ФЧХ и оценить тип фильтра.

3) Найти переходную характеристику 1-го звена фильтра и построить ее график.

4) Оценить допустимую величину ступенчатого воздействия на фильтр, если напряжение на входе усилителя 2-го звена фильтра во избежание его перегрузки не превышает 0,2 В.

5) Найти и построить графики:

а) спектральной плотности амплитуд колебаний на входе и выходе фильтра

б) спектра фаз

в) спектральной плотности энергии.

Ко входу фильтра при этом подведен одиночный прямоугольный импульс.

6) Убедиться в устойчивости фильтра по расположению полюсов в его передаточной функции.

7) Построить годограф передаточной функции по петлеобразной связи 1-го звена фильтра, разомкнув цепь обратной связи на входе усилителя звена. Убедиться в устойчивости звена.

                                                                       

                                                                                    Вариант 60

                                            C1                                                       C2

           R                R                                      C2             C2

                                               4                               K1                                           7                 K2

                                                                                                                   

1                  3                                         5                6                                              2

                                         C1               R                   R                 R                          

                                   

                       

                    Каскад 1                                                0                            Каскад 2   

                                                                                            

Параметры фильтра:

  1.  Найти операторную передаточную функцию фильтра. Составить и решить соответствующую систему узловых уравнений.

                                               C1                                                       C2

           R                R                                      C2             C2

                                               4                               K1                                          7                 K2

                                                                                                                   

1                  3                                         5                6                                              2

                              C1                   R                   R                 R                          

                                   

                       

                    Каскад 1                                                0                            Каскад 2   

                                                                                            

Для того чтобы найти операторную передаточную функцию фильтра, разобьем цепь на два каскада и посчитаем операторную функцию для каждого из них, а затем перемножим их – это и будет операторная передаточная функция  всего фильтра.

Каскад 1

                                                          C1

                                    R

          R                                4                                         5

1                                                

                          3                           

                                     C1                          R                       kU4    

                                                                  _|_ 0

Найдем операторную передаточную функцию с помощью метода узловых напряжений. Составим и решим соответствующую систему узловых уравнений:

         

подставляем исходные значения и получаем:

каскад 2                                                                                                                              

                                                      C2

                                     С2

          С2              6                     7                                                               2

5                                                   

                                                          

                                R                      R                                    - kU7    

                                                                    _|_ 0

                                                          

Найдем операторную передаточную функцию с помощью метода узловых напряжений. Составим и решим соответствующую систему узловых уравнений:

         

  

подставляем исходные значения и получаем:

операторная передаточная функция всего фильтра будет равна:

2) Найти АЧХ и ФЧХ фильтра. Построить графики АЧХ и ФЧХ и оценить тип фильтра.

Для определения АЧХ и ФЧХ фильтра, найдем АЧХ и ФЧХ каждого каскада:

Каскад 1:

  АЧХ – каскада 1           ФЧХ – каскада1

    

Подставляя исходные значения, получим:

      

Построим графики АЧХ и ФЧХ – (рис.1,2)

Из графиков видно, что каскад 1 представляет собой фильтр нижних частот

0

1,067

00

2,309

-900

0

-1800

                                                                          

Каскад2 

АЧХ – каскада 2

 ФЧХ – каскада 2

    

                                

Подставляя исходные значения, получим:

         

Построим графики АЧХ и ФЧХ – (рис.3,4)

Из графиков видно, что каскад 2 представляет собой фильтр верхних частот

  

 

0

0

00

0,415

-90

-1800

Найдем АЧХ и ФЧХ всего фильтра:

АЧХ – фильтра:

ФЧХ - фильтра:

Построим графики АЧХ и ФЧХ  всего фильтра – (рис.5,6)

Из графиков видно, что это  полосно-пропускной фильтр

3) Найти переходную характеристику 1-го звена фильтра и построить ее график.

Найдем корни характеристического уравнения:

По теореме разложения находим:

Строим  график переходной характеристики 1-го звена фильтра: (см. рис.7)

4) Оценить допустимую величину ступенчатого воздействия на фильтр, если напряжение на входе усилителя 2-го звена фильтра во избежание его перегрузки не превышает 0,2 В.

  

                                                    0,2 В

 +

     Uвх

          

5) Найти и построить графики:

а) спектральной плотности амплитуд колебаний на входе и выходе фильтра

б) спектра фаз

в) спектральной плотности энергии.

Ко входу фильтра при этом подведен одиночный прямоугольный импульс.

                                                                                                                                                                                                                     

        U                                                                                                                                            

                                                                                                                                                                                            

       U=1B           

                                                                                        

                                                                    t

                                    

а) спектральная плотность амплитуд колебаний на входе

Строим график спектральной плотности амплитуд на входе (см. рис. 8)

6) Убедиться в устойчивости фильтра по расположению полюсов в его передаточной функции.

Найдем корни полинома стоящего в знаменателе, для чего приравняем знаменатель к нулю:

Нанесем корни на плоскость: (см. рис.14)

Корни расположены в левой части комплексной полуплоскости, значит цепь устойчива.

7) Построить годограф передаточной функции по петлеобразной связи 1-го звена фильтра, разомкнув цепь обратной связи на входе усилителя звена. Убедиться в устойчивости звена.

                       

     

 

  

     0

0

1800

0,4

1480

    

0,67

1230

  

0,78

1040

    

0,8

00

  

0,78

2590

 

0,75

2500

  

0,71

2430

  

0,67

2370

   

0

900

 Каскад 1

 Каскад 2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40791. Трехфазные электрические цепи 58.21 KB
  Фаза – это участок цепи относящийся к соответствующей обмотке генератора или трансформатора линии и нагрузке. Поэтому в энергетике строго следят за тем чтобы нагрузка генератора оставалась симметричной. Можно было бы использовать систему в которой фазы обмотки генератора не были бы гальванически соединены друг с другом. В этом случае каждую фазу генератора необходимо соединять с приемником двумя проводами т.
40792. Расчет трехфазных цепей. Режимы работы 73.91 KB
  Трехфазные цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока и следовательно все рассмотренные ранее методы расчета и анализа в символической форме в полной мере распространяются на них. Равенство модулей указанных сопротивлений не является достаточным условием симметрии цепи. Если к симметричной трехфазной цепи приложена симметричная трехфазная система напряжений генератора то в ней будет иметь место симметричная система токов. Такой режим работы трехфазной цепи называется симметричным.
40793. Взаимная индуктивность. Идеальный трансформатор 76.91 KB
  Идеальный трансформатор Электрические цепи могут содержать элементы индуктивно связанные друг с другом. Такие элементы могут связывать цепи электрически гальванически разделенные друг от друга. В том случае когда изменение тока в одном из элементов цепи приводит к появлению ЭДС в другом элементе цепи говорят что эти два элемента индуктивно связаны а возникающую ЭДС называют ЭДС взаимной индукции. Степень индуктивной связи элементов характеризуется коэффициентом связи 1 где М – взаимная индуктивность элементов цепи размерность –...
40794. Методы определения коэффициента облученности 1.08 MB
  Методы определения коэффициента облученности При расчете потоков результирующего излучения необходимо располагать данными о коэффициентах облученности. Используя свойства замыкаемости потоков излучения 1471 можно записать . Вычитая из 14122 почленно 1411914121 найдем соотношение для определения взаимных поверхностей излучения 14123 14124 14125 Анализируя 1412314125 сформулируем такое правило: В замкнутой системе состоящей из трех невогнутых тел средняя взаимная...
40795. Явление резонанса. Частотные характеристики 65.71 KB
  Частотные характеристики Резонансом называется такой режим работы цепи включающей в себя индуктивные и емкостные элементы при котором ее входное сопротивление входная проводимость вещественно. Следствием этого является совпадение по фазе тока на входе цепи с входным напряжением. Резонанс в цепи с последовательно соединенными элементамирезонанс напряжений Для цепи на рис. В цепи преобладает индуктивность т.
40796. Характеристическое сопротивление и коэффициент распространения симметричного четырехполюсника 96.65 KB
  Для записи уравнений четырехполюсника выделим в произвольной схеме ветвь с единственным источником энергии и любую другую ветвь с некоторым сопротивлением см. Учитывая что в соответствии с принципом взаимности видно что коэффициенты четырехполюсника связаны между собой соотношением Уравнения 3 и 4 представляют собой основные уравнения четырехполюсника;...
40797. Электрические фильтры 65.69 KB
  Качество фильтра считается тем выше чем ярче выражены его фильтрующие свойства т. Классификация фильтров Название фильтра Диапазон пропускаемых частот Низкочастотный фильтр фильтр нижних частот Высокочастотный фильтр фильтр верхних частот Полосовой фильтр полоснопропускающий фильтр Режекторный фильтр полоснозадерживающий фильтр и где В соответствии с материалом изложенным в предыдущей лекции если фильтр имеет нагрузку сопротивление которой при всех частотах равно характеристическому то напряжения и соответственно токи на...
40798. Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах 64.74 KB
  Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах. Причины возникновения несинусоидальных напряжений и токов могут быть обусловлены или несинусоидальностью источника питания или и наличием в цепи хотя бы одного нелинейного элемента. Кроме того в основе появления несинусоидальных токов могут лежать элементы с периодически изменяющимися параметрами. Характеристики несинусоидальных величин Для характеристики несинусоидальных периодических переменных служат следующие величины и коэффициенты приведены на примере...
40799. Переходные процессы в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами 66.4 KB
  Для цепей с заданными постоянными или периодическими напряжениями токами источников принужденная составляющая определяется путем расчета стационарного режима работы схемы после коммутации любым из рассмотренных ранее методов расчета линейных электрических цепей. общее решение уравнения 2 имеет вид 4 Соотношение 4 показывает что при классическом методе расчета послекоммутационный процесс рассматривается как наложение друг на друга двух режимов – принужденного наступающего как бы сразу после коммутации и свободного имеющего...