49374

Анализ линейной динамической цепи

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В данной работе я провожу исследование и анализ линейной динамической цепи. По имеющимся данным, составляется схема линейной реактивной цепи, нагруженной на резистор и питаемой от источника ЭДС.

Русский

2013-12-26

2.77 MB

2 чел.

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Южно - Уральский государственный Университет

Пояснительная записка

к курсовой работе по курсу «Основы теории цепей»

ЮУрГУ – К.2007.14.000.ПЗ

Нормоконтроль:          Руководитель:

В.М. Коровин         В.М. Коровин

_____________         ____________

“__”_______2005         “__”______2005

Автор проекта:  

студент гр. ПС-234

                                                                                         Голощапов К. И.

Курсовая работа  

                                                                                                защищена с оценкой

______________  

“__”_______2005  

Челябинск

2005

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:_____________________________

ПС-2007.14.000.ПЗ

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Разработал

Голощапов К. И.

Исследование и анализ линейной динамической цепи

Литер

Лист

Листов

Проверил

Коровин В.М.

К

2

19

Т.контроль

ЮУрГУ

Кафедра ЦРТС

Н.контроль

Утвердил

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.

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

Содержание:

Введение……………………………………………………………………….

  1.  Таблица исходных данных……………………………………………..
  2.  Схема цепи………………………………………………………………
  3.  Нахождение комплексной функции передачи ……………….
  4.  Составление карты полюсов и нолей …………………………………
  5.  Построение графических зависимостей АЧХ и ФЧХ………………..
  6.  Исследование во временной области h(t), g(t)………………………..

Заключение……………………………………………………………………

Список литературы…………………………………………………………...

5

6

6

8

12

12

15

18

19

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

4

ВВЕДЕНИЕ

        В данной  работе я провожу  исследование и анализ линейной динамической цепи.  По имеющимся данным,  составляется схема линейной реактивной цепи, нагруженной на резистор и питаемой от источника ЭДС. Так же составляется система уравнений цепи в скалярной и матричных формах, 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  ЛАЧХ 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.

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

5

 

1. 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

 

2. СХЕМА ЦЕПИ.

   Воспользовавшись исходными данными, получим  заданную электрическую   

 цепь.

  

Рисунок электрической цепи по исходным данным.

 

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

6

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

Рисунок преобразованной электрической цепи.

 

,   ,,    , ,  ,      

Подставим значения в уравнения для узлов цепи.

 (1)   + -=

 (2)   +-=0

 (3)   +=0

 Преобразуем эти уравнения, выделив коэффициенты при напряжениях.

 (1)         -                  +              =

 (2)                    -   +   -            = 0

 (3)                          -                   +  = 0

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

7

 Представим  матрицу  узловых напряжений.

 

 

 3. 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 ):

 |) =     

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

8

 Комплексную функцию передачи найдем по формуле:

 =

|) =   

 Найдем  по правилам метода обобщенных чисел:

  = [|)]mod2  =  =

  =

  

=

                                             

=

     

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

9

|) =  

 Найдем   по формуле:

     =   [|)]mod2   =        =

    =  

    = =

    =

  =

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

       

 

       

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

10

Подставим числовые значения в это выражение (делая обратную замену ):

=

 Произведем замену  на  .

=

         

 Разделим  все коэффициенты  на коэффициент при  пятой степени:

 =

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

11

 4. 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.

  5. АЧХ и  ФЧХ.

   Для нахождения  АЧХ и ФЧХ в комплексной функции передачи сделаем замену

p на jω.

  =

Найдем   как  ||.

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

12

График  АЧХ  в логарифмических осях координат будет иметь вид:

                 

На линейном участке построенной АЧХ в полосе задержания, найдем крутизну среза как ,  в моем случае

Найдем ФЧХ как

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

13

График ФЧХ  представим в полулогарифмических осях координат.

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

14

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

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ.

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

  

+

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

15

График переходной характеристики h(t)

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

 График переходной характеристики g(t)

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

16

Графики переходных характеристик h(t) и  g(t)  

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

        В ходе выполнения данной работе  я научился 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 ознакомился с тем, как ведет себя эта цепь  со временем.  

   Анализ полученных данных:

        Мы провели комплексное исследование  фильтра и определили его основные характеристики. Данный фильтр обладает большой крутизной среза в полосе задержания  . Фаза на частоте  инвертируется вследствие того, что на резонансной частоте происходит изменение реакции цепи с индуктивной на емкостную. Определили вид переходных процессов, вызванные воздействием функции h(t) и g(t).

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бакалов В.П. Основы теории электрических цепей и электроники. – М.: Радио и связь, 1989.

2.Лунц Г.Л Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. – М.: Наука, 1964  

3.Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. – М.: Высш. шк., 1990.

4.Новгородцев А.Б. Расчет электрических цепей в Matlab 6.0. – СПб.: Питер, 2004.

5.Попов В.П. Основы теории цепей. – М.: Высш. шк., 1985.

6.Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью MC 7.0. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.

ПС-2007.14.000.ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

19


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3237. Основы политологии как науки 66.19 KB
  Шпаргалка по политологии 1. Возникновение и развитие политической науки. 2. Функции и методы политологии 3. Роль политического образования в современном мире 4. Взаимоотношение политики с другими сферами общественной жизни. 5. Политическая элита...
3238. Адміністративна відповідальність 625 KB
  Навчально-методичний посібник з курсу Адміністративна відповідальність містить загальні методичні вказівки, програму курсу та зміст дисципліни по модулях і темах, тематичний план, завдання для самостійної роботи та прак...
3239. Политические риски, которые учитываются в поцессе принятия управленческих решений международными компаниями в Украине 37.5 KB
  Политические риски, которые учитываются в поцессе принятия управленческих решений международными компаниями в Украине Политический риск (англ. Political risk) - экстраординарные действия иностранных государств и политические события за рубежом, кото...
3240. Определение стандартного теплового эффекта 54.5 KB
  В системе протекает экзотермическая реакция, энтропия системы при этом возрастает, а энергия Гиббса убывает, то это значит, что реакция в системе может протекать самопроизвольно при любых температурах.
3241. Выбор метода выхода на внешний рынок 211.5 KB
  Проблеме выбора метода выхода на мировые рынки последние 50 лет уделялось значительное внимание и зарубежными, и отечественными авторами. Одной из главных причин стали нарастающие темпы процессов глобализации и интернационализации. Усиливша...
3242. Учет векселей 355.5 KB
  Кризис финансовой системы ежегодно проявляется в каком-либо сегменте финансового рынка. Так 1993 г. характеризовался быстрым нарастанием неплатежей в сфере материального производства, это было приостановлено проведением взаимозачета долгов. ...
3243. Двухкаскадный усилитель звуковой частоты с несимметричным входом и выходом 175.5 KB
  Разрабатываемое устройство представляет собой двухкаскадный усилитель звуковой частоты с несимметричным входом и выходом. Усилитель может получить широкое распространение в аппаратуре связи как предварительный усилитель НЧ сигналов, в каналообразующей аппаратуре в индивидуальных преобразователях.
3244. Курс лекций по метрологии, стандартизации и серитификации 530 KB
  Метрология. Основные термины, применяемые в метрологии Метрология — наука о весах и мерах. Термин «метрология» произошел от греческого metron — мера и logos — учение, слово. Основные направления метрологии: общая теор...
3245. Технологическое обеспечение качества поверхности деталей машин методами ППД 29 KB
  Технологическое обеспечение качества поверхности деталей машин методами ППД Исходные данные: Заготовка сталь 40, d=100мм. Для ролика d=115мм; профильный радиус 5мм. Для шарика d=10мм; угол вдавливания Для алмаза радиус сферы 4мм; радиальное биение 0...