99320

Рассчет комплексной передаточной функции цепи по напряжению

Контрольная

Физика

Записать операторную передаточную функцию по напряжению. Записать выражения для амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик цепи. Построить графики АЧХ и ФЧХ один под другим в одинаковом частотном масштабе. Привести эквивалентные схемы цепи. Сравнить результат с их значениями в графике. Рассчитать переходную характеристику цепи...

Русский

2016-09-07

10.86 MB

13 чел.

Контрольная работа №2

по дисциплине

      Основы теории цепей

Задача 2.1.

Задана электрическая цепь (рис.1), номер схемы  которой выбирается по номеру варианта, заданного таблицей 1(по 2 последним цифрам номера студенческого билета).

Параметры  цепи выбираются по таблице 2 в соответствии с вариантом двух последних цифр студенческого билета.

Частота  для всех вариантов.

Требуется:

  1. Рассчитать комплексную передаточную функцию цепи по напряжениюH().
  2. Записать операторную передаточную функцию по напряжению
  3. Записать выражения для амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик цепи:H(ω) и (ω).
  4. Построить графики АЧХ и ФЧХ один под другим в одинаковом частотном масштабе.
  5. Привести эквивалентные схемы цепи дляω=0 и ω=∞. Найти для нихH(0) иH(∞). Сравнить результат с их значениями в графике, полученном в п.4.
  6. Рассчитать переходную характеристику цепиh(t) и построить.
  7. Рассчитать импульсную характеристику цепиhδ(t) и построить.

Заданная схема цепи имеет вид:

                                                            Рис.1

  1. Определяем комплексную передаточную функцию цепи:

  1. Операторная функция по напряжению:

  3.    АЧХ:

Рис. 2

ФЧХ:

            

Рис. 3

5. Эквивалентная схема цепи дляω=0

Рис. 4

Эквивалентная схема цепи для ω=∞.

Рис. 5

6. Переходная характеристика цепи

Рис. 6Рис. 7

                                                                Рис. 8

7. Импульсная характеристика цепи

Рис. 9рис. 10

 Рис. 11

Задача 2.2

На вход электрической цепи, параметры которой рассчитаны в задаче №2.1, подаются сигналы:

а) Сигнал вида периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов напряжения с амплитудой  .

Величина скважности соответствует последней цифре номера студенческого билета:        1    2    3    4    5    6    7    8    9    0

Скважность :            2    3    4    5    6    7    6    5    4    3

б)    Сигнал вида одиночного прямоугольного видеоимпульса,

 Длительность прямоугольного импульса в микросекундах соответствует двум последним цифрам номера студенческого билета.

Задание:

    А). Определить период -T  заданной последовательности импульсов.

    Б).  Рассчитать спектральную функцию, амплитудный и фазовый спектры периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов на входе и выходе цепи. Расчету подлежат: постоянная составляющая и

5 первых гармоник спектра.

    В). Построить амплитудный и фазовый спектры вместе с АЧХ и ФЧХ цепи один под другим в одинаковом частотном и амплитудном масштабе.

Примечание: Спектр выходного сигнала построить графоаналитическим методом. ФЧХ цепи взять из задачи 1.

     Г). Построить в масштабе постоянную составляющую и 5 первых гармоник  спектра этого сигнала на временном интервале, равном двум периодам первой гармоники, просуммировать их графически и сравнить результат с исходным сигналом.

Д). Сделать вывод о причине различия формы   выходного сигнала с формой входного сигнала.

Е). Рассчитать амплитудный и фазовый спектры одиночного видеоимпульса с заданными параметрами на входе и выходе цепи.

Ж).Построить амплитудный и фазовый спектры одиночного видеоимпульса вместе с АЧХ  и ФЧХ цепи один под другим в одинаковом частотном и амплитудном масштабе.

 З). Сделать вывод о наличии или отсутствии амплитудно-частотных и фазочастотных искажений в данной цепи. Привести требования и вид АЧХ и ФЧХ неискажающей цепи, формы которых пунктиром изобразить на графиках АЧХ и ФЧХ.

   И). Для случая действия на входе цепи одиночного прямоугольного импульса рассчитать с помощью интеграла Дюамеля функцию напряжения

на выходе цепи и построить её под графиком входного прямоугольного импульса

Рис. 12

Периодическая последовательность прямоугольных импульсов

А. Определим период этой последовательности импульсов:

Б. Определим выражение для спектральной функции последовательности импульсов (см. лекции на стр.89):

- спектральная функция

- «модуль» спектральной функции

– фаза спектральной функции

В. Рассчитаем и построим амплитудный и фазовый спектры периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов на входе и выходе цепи  для постоянных составляющих 5 первых гармоник спектра. (При наличии программы считать 10 гармоник.)

Рис. 13

Г. Построить в масштабе постоянную составляющую и 5 первых гармоник  спектра этого сигнала на временном интервале, равном двум периодам первой гармоники, просуммировать их графически и сравнить результат с исходным сигналом. ( Использовать программу, но начальные фазы показать стрелками)

Рис. 14

Д). Сделать вывод о причине различий формы выходного сигнала с формой входного сигнала.

Причина заключается в искаженной передаче сигнала через данную цепь, исходя  из того что АЧХ и ФЧХ системы нелинейны.

Е). Рассчитать амплитудный и фазовый спектры одиночного видеоимпульса с заданными параметрами на входе и выходе цепи.

Амплитудный спектр:

Фазовый спектр:

Ж).Построить амплитудный и фазовый спектры периодической последовательности и одиночного видеоимпульса вместе с АЧХ  и ФЧХ цепи один под другим в одинаковом частотном и амплитудном масштабе.

Рис. 15

З). Сделать вывод о наличии или отсутствии амплитудно-частотных и фазочастотных искажений в данной цепи. Привести требования и вид АЧХ и ФЧХ неискажающей цепи, формы которых пунктиром изобразить на графиках АЧХ и ФЧХ.

Условием неискаженной передачи сигнала через линейную систему является линейность АЧХ  и ФЧХ  системы. В данном случае обе характеристики имеют нелинейную форму, что говорит о передаче сигнала через данную цепь с искажениями амплитудно-частотными и фазочастотными.

Рис. 16

И). Для случая действия на входе цепи одиночного прямоугольного импульса рассчитать с помощью интеграла Дюамеля функцию напряжения

на выходе цепи и построить её под графиком входного прямоугольного импульса

I

II

Подставляю эти исходные данные в выражение для интеграла Дюамеля

Я получил напряжение на выходе цепи вI-ом интервале

Определяю выражение для напряжения на выходе цепи в интервалеII

Вычисляю постоянную времени цепи

Вычисляю выражения в квадратных скобках (с учетом того что ):

Окончательное выражение для выходного напряжения в первом интервале :

;

.

Окончательное выражение для выходного напряжения втором интервале :

Рис. 17


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48160. ЕКОНОМІЧНЕ ЗРОСТАННЯ ТА ЙОГО ЧИННИКИ. ЕКОНОМІЧНІ ЦИКЛИ 79.5 KB
  Зміст і типи економічного зростання. Теорії і моделі економічного зростання 3. Зміст і типи економічного зростання.
48161. ЗАЙНЯТІСТЬ, ВІДТВОРЕННЯ РОБОЧОЇ СИЛИ ТА ЇХ ДЕРЖАВНЕ РЕГУЛЮВАННЯ 171 KB
  Неповна зайнятість і безробіття в механізмі відтворення робочої сили 4. З початку реформування української економіки сама сфера зайнятості зазнала зміни виникли нові сегменти: самозайнятість і часткова зайнятість або інакше приховане безробіття. Таку часткову зайнятість прийнято називати прихованим безробіттям. Якщо внаслідок перевищення пропонування праці над попитом виникає безробіття то вона впливає націни в бік їх зниження до тих пір поки не буде досягнуто рівноваги на ринку праці на рівні повної зайнятості за якої безробіття...
48162. ГОСПОДАРСЬКИЙ МЕХАНІЗМ У СИСТЕМІ РЕГУЛЮВАННЯ СУСПІЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА 53.5 KB
  Державне регулювання суспільного відтворення та його форми 3. Державне регулювання економіки Список використаних джерел: Основи економічної теорії: Підручник За ред. Державне регулювання суспільного відтворення та його форми Ринковий механізм саморегулювання дає можливість: ефективно розподіляти ресурси для виробництва необхідних суспільству товарів; успішно функціонувати за наявності навіть обмеженої інформації досить мати дані про ціну на продукт і про витрати на його виробництво; забезпечувати гнучкість і високий ступінь...
48163. ЗАКОНОМІРНОСТІ ТА ЕТАПИ РОЗВИТКУ КАПІТАЛІСТИЧНОЇ ЕКОНОМІЧНОЇ СИСТЕМИ 82.5 KB
  Економічна система капіталізму вільної конкуренції: сутність і етапи розвитку Капіталізм вільної конкуренції характеризується приватною капіталістичною власністю на речові ресурси використанням найманої праці та системи ринків чистої конкуренції. Проте не існує різних думок щодо таких інститутів капіталізму вільної конкуренції: приватна власність на засоби виробництва; система найманої праці; 3 свобода підприємництва і вибору; ринкова система та вільна конкуренція; важлива роль прибутку; обмежена роль держави. Система найманої...
48164. ЕКОНОМІЧНА СИСТЕМА СУЧАСНОГО КАПІТАЛІЗМУ 114.5 KB
  Сутність і ознаки змішаної економіки 2. Механізм функціонування сучасної капіталістичної змішаної економіки 3. Монополії та олігополії в умовах капіталістичної змішаної економіки 4. Сутність і ознаки змішаної економіки Розрізняють три основних варіанти змішаної економіки: 1 консервативний 2 ліберальний 3 соціалреформістський.
48165. СОЦІАЛІСТИЧНА ЕКОНОМІЧНА СИСТЕМА ТА ЇЇ ЕВОЛЮЦІЯ 57.5 KB
  Економічна система соціалізму: теорія і практика 2. Об'єктивні і суб'єктивні умови формування моделі державного соціалізму 3. Механізм функціонування державного соціалізму 4. Історичні перспективи соціалізму Список використаних джерел: Основи економічної теорії: Підручник За ред.
48166. АКОНОМІРНОСІ ТА ОСОБЛИВОСТІ РОЗВИТКУ ПЕРЕХІДНИХ ЕКОНОМІК 61.5 KB
  Зміст чинники і типи перехідної економіки 2. Соціальноекономічні перетворення у постсоціалістичних країнах на шляху до соціально орієнтованої змішаної економіки 4. Зміст чинники і типи перехідної економіки Сутність перехідної економіки. Риси перехідної економіки.
48167. СВІТОВЕ ГОСПОДАРСТВО 150.5 KB
  Воно являє собою глобальний економічний організм в якому склалися і зростають взаємозв'язок і взаємозалежність усіх країн і народів світу. Нині жодна країна світу не може самостійно використати всі досягнення сучасної науки і техніки тому вони повинні об'єднувати свої зусилля в цій сфері. Почетверте необхідністю об'єднання зусиль країн для вирішення глобальних проблем екологічних сировинних продовольчих освоєння багатств світового океану і космосу та ін. Три держави СІЛА Японія Німеччина з 9 населення акумулюють 1 2 світового...
48168. ФОРМИ МІЖНАРОДНИХ ЕКОНОМІЧНИХ ВІДНОСИН 73 KB
  Інші форми міжнародних економічних відносин Список використаних джерел: Основи економічної теорії: Підручник За ред. Сучасний рівень міждержавних економічних зв'язків характеризується: трансформацією двосторонніх міжнародних економічних відносин у багатосторонні значним поглибленням міжнародного поділу праці у світовому господарстві; зростанням масштабів і якісними змінами характеру традиційної міжнародної торгівлі із суто комерційної вона перетворюється в інструмент обслуговування національних виробничих процесів; інтенсифікацією і...