49139

Трехзвенный Г-образный фильтр верхних частот

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Переходная харатеристика Техническое задание Электрическая принципиальная схема Задание: Расчет АЧХ ФЧХ и переходной характеристики трехзвенного Гобразного фильтра. Расчет Рис.

Русский

2013-12-21

667 KB

4 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования

«Ижевский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Радиотехника»

Курсовая работа

«Трехзвенный Г-образный фильтр верхних частот»

(Пример выполнения. Вариант №8)

Выполнил: студент гр.3-33-2

Токарев М.С.

Проверил: старший преподаватель

Кафедры «Радиотехника»

Петрушина И.Б.

Ижевск  2006


Содержание

1.

[1]
2. Расчет

[1.1] По второму закону Кирхгофа методом контурных токов рассчитываем ток в третьем контуре:

[1.2] 2.2. Передаточная функция по напряжению

[1.3] 2.3. Передаточная функция в операторной форме

[1.4] 2.4. АЧХ

[1.5] 2.5. ФЧХ

[1.6]
2.6. Переходная харатеристика

[2] 3. Контрольные точки для построения графиков

[3]
4. Графики

[4]
6. Литература

[5] 7. Программное обеспечение


1. Техническое задание

Рис.1 Электрическая принципиальная схема

Задание: Расчет АЧХ, ФЧХ и переходной характеристики трехзвенного Г-образного фильтра.

Варианты:

С

[мкФ]

R

[кОм]

Вариант

С

[мкФ]

R

[кОм]

1

0.5

2

6

0.01

4

2

0.1

5

7

0.02

10

3

0.05

2

8

0.5

3

4

0.25

1.2

9

0.25

4

5

0.02

2

10

0.3

2

Данные:  R1= R2= R3= 3кОм    (8 вариант)

C1=C2=C3=0.5 мкФ

Краткая теоретическая справка:

Трехзвенный Г-образный фильтр применяется в генераторе ВЧ в качестве обратной связи. Для баланса фаз четырехполюсник обратной связи должен обеспечивать дополнительный сдвиг фазы на 1800. Поэтому число Г-образных звеньев в цепи обратной связи должно быть не менее трех(каждое звено дает сдвиг по фазе меньше 900).


2. Расчет

Рис.2 Расчетная схема

R1=R2=R3=R                  C1=C2=C3=C

                                         

   2.1. Расчет тока в третьем контуре      

По второму закону Кирхгофа методом контурных токов рассчитываем ток в третьем контуре:

∆==(Z+R)*(2R+Z)*(2R+Z)+(-R)*(-R)*0+(-R)*(-R)*0-0*0*(2R+Z)-

-(-R)*(-R)*(Z+R)-(-R)*(-R)*(2R+Z)=(Z+R)*(Z+2R)*(Z+2R)-R2*(Z+R)-R2*(2R+Z)=Z3+4RZ2+3R2Z+Z2R+4R2Z+3R3-2R3-R2Z  =Z3+5RZ2+6R2Z+R3

I3==R2*Uвх

2.2. Передаточная функция по напряжению

2.3. Передаточная функция в операторной форме

=

2.4. АЧХ

2.5. ФЧХ


2.6. Переходная харатеристика

( Из таблиц Лапласса)=

=

         

 [рад/с]        

,   , 

=

;

- три действительных различных корня

- знак р совпадает со знаком q

 

     [рад/с]

,  

  ,

           

==  [рад/с]

a(t)=

с.

3. Контрольные точки для построения графиков

Амплитудно-частотная характеристика(Рис. 3):

Контрольные точки:

|K(0)|=0

|K(10)|=0.00165

|K(1000)|=0.252

|K(103.5)|= |K(3162)|=0.707               ωгр= 3162 [рад/с]

|K(104)|=0.947

|K(106)|=0.999

Фазово-частотная характеристика(Рис. 4):

Контрольные точки:

φ(0)=2700

φ(10)=2460

φ(102)=2290

φ(102.44)=1800                             ωинв=102.44=275[рад/с]

φ(103)=1070

φ(103.17)=900

φ(104)=220

φ(105)=2.20

φ(106)=0.280

φ(103.5)=450                        ωгр= 3162 [рад/с]

Переходная характеристика(Рис. 5):

a(t)=

Контрольные точки:

a(0+)=1 В

a(0.0002)=0.411 В

a(0.0004)=0.136 В

a(0.0006)=0 В

a(0.0013)= - 0.095 В

a(0.002)= - 0.074 В

a(0.0066)= 0 В


4. Графики

Рис.3 Амплитудно-частотная характеристика, расчетная



Рис.4 Фазо-частотная характеристика, расчетная


Рис.5 Переходная характеристика, расчетная

 

Рис.6 Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристика, смоделированные в Electronic Work Bench


Рис.7 Переходная характеристика, смоделированная в Electronic Work Bench

 


5. Вывод

В результате проведённых исследований, данная схема является фильтром верхних частот, начиная с частоты: ωгр= 3162 рад/с

Частота инверсии: ωи=275 рад/с.

Постоянная времени цепи: τ= 0,0015 с.

Для данной схемы нами были рассчитаны и построены графики амплитудно-частотной характеристики, фазово-частотной характеристики и переходной характеристики.

Также было произведено моделирование нашей схемы в программном комплексе Multisim Electronic Work Bench.


6. Литература

  1.  Н.В.Зернов, В.Г.Карпов «Теория радиотехнических цепей . Теория радиотехнических цепей», Энергия. Ленинградское отделение, 1972 г.
  2.  С. И. Баскаков «Радиотехнические цепи и сигналы.»                                      М: Высшая школа, 2002 г.
  3.  В. П. Попов «Основы теории цепей» М: Высшая школа, 2000г.
  4.  А. И. Запасный «Основы теории цепей » М: РИОР, 2006г.
  5.  Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. «Основы теории цепей. Учебник для вузов», СПб:Лань, 2002г.

7. Программное обеспечение

  1.  Multisim Electronic Work Bench. Используется для моделирования схем.
  2.  3D Grapher. Используется для построения графиков по заданным формулам.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68365. Самостоятельная работа обучаемых по праву 127.5 KB
  На первом этапе учитель должен научить своих воспитанников элементарным приемам самостоятельной работы. При этом педагог выступает в роли консулыланта организатора самостоятельной работы детей. Приобретая навыки самостоятельной работы ученик подготавливается к исследовательской деятельности.
68366. Самостоятельная работа в правовом обучении и воспитании 207.5 KB
  Самостоятельная работа сводится не только к усвоению материала но направлена на развитие собственной мыслительной работы что обеспечит подготовку к решению конкретных практических задач входящих в профессиональные обязанности.
68367. НАЦИОНАЛЬНОЕ САМООПРЕДЕЛЕНИЕ: ПОДХОДЫ И ИЗУЧЕНИЕ СЛУЧАЕВ 295.5 KB
  С самого начала на экономические и политические реформы в России заметно влияли проблемы возникающие благодаря этническим и религиозным различиям населения. России все еще предстоит найти модель федерации в которой права народов на самоопределение осуществлялись бы без вызова ее целостности...
68368. Русь и Орда. Ордынское иго и его последствия для Руси 30.5 KB
  Впоследствии все кочевые народы с которыми Русь вела борьбу стали называть монголо-татарами. Главным занятием монголо-татар было экстенсивное кочевое скотоводство и охота. В 1219-1221 годах под ударами монголо-татар пало государство Хорезмшахов в Средней Азии победоносными походами...
68369. Русь и Орда. Славяне и тюрки 31 KB
  Правильность этого похода доказала победа на Куликовом поле Тюрки Поскольку границы Тюркского каганата в конце VI в. Тюрки не только играли роль посредников но и одновременно развивали собственную культуру которую они считали возможным противопоставить культуре и Китая и Ирана и Византии и Индии.
68370. Русско-молдавские связи. Присоединение Левобережья Днестра и Бессарабии. Новороссия и ее развитие 33.5 KB
  С 10 века территория Молдавии принадлежала Киевской Руси. Русь оказывала помощь Молдавии от нападения литовских войск. После воссоединения Украины с Россией в 1654 году господари Молдавии стали обмениваться с Москвой посольствами поступали просьбы принять Молдавию в подданство по подобию Украины.
68371. Русская Америка: система управления РАК, основные направления деятельности, причины упадка 31.5 KB
  В конце XVIII в. большинство купцов на Дальнем Востоке пришло к выводу о необходимости перейти от соперничества к союзу для совместного промысла в северной части Тихого океана. К этому их толкали не только материальные трудности, но и появление многочисленных иностранных конкурентов.
68372. Решение Земского собора о воссоединении Украины с Россией 109 KB
  В прошлом во 161м году мая 25 по указу великого государя 450 царя и великого князя Алексея Михайловича всеа Русии самодержца говорено на соборех о литовском и о черкаском делех. И по государеву цареву и великого князя Алексея Михайловича всеа Русии указу о неправдах Яна Казимера...
68373. Сделать Сибирь и Дальний Восток русскими 86.5 KB
  Расширение империи на восток не ограничивалось только военно-политической экспансией, это был еще и сложный процесс превращения Сибири и Дальнего Востока в Россию. С установлением новых государственных границ имперская политика не завершается, а только начинается...