Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» (МГТУ ГА)

КАФЕДРА АРЭО

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Расчет воздействия детерминированных сигналов на линейные стационарные радиотехнические цепи»

по дисциплине: «Радиотехнические цепи и сигналы»

Оглавление

Задание на курсовую работу

Введение

1. Расчет спектральной характеристики входного воздействия

2. Расчет частотных характеристик простых линейных радиотехнических цепей

3. Исследование точности восстановления исходного сигнала в зависимости от количества суммируемых гармоник его спектра

Используемая литература

Задание на курсовую работу

В ходе данной курсовой работы необходимо:

получить навыки анализа спектров периодических сигналов, изучить влияние параметров и формы сигналов на их спектры, освоить методику оценки параметров спектра по виду сигнала,

получить навыки анализа частотных характеристик линейных радиотехнических цепей, освоить методику преобразования сложной цепи к набору простых звеньев и расчета характеристик цепи с использованием специального программного обеспечения ,

получить навыки анализа спектров периодических и непериодических сигналов, изучить влияние свойств спектра выходного сигнала на точность восстановления исходной формы сигнала , освоить методику восстановления сигнала по его спектру.

Исходные данные для выполнения данной курсовой работы определять согласно порядкового номера в списке группы. Схему определять путем сложения двух последних цифр зачетной книжки.

Введение

Дисциплина «Радиотехнические цепи и сигналы » является базовой для подготовки специалистов по направлению «Радиотехника». Ее актуальность обусловлена тем, что на ее основе изучаются практически все общепрофессиональные и специальные дисциплины направления «Радиотехника» и специальностей, входящих в это направление. Изучение дисциплины «Радиотехническиецепи и сигналы» опирается на понятия и методы, которые студенты осваивают в процессе изучения естественно-научных дисциплин «Высшая математика», «Физика»,

«Физические основы электроники» и общепрофессиональныхдисциплин «Основы теории цепей», «Радиоматериалы и радиокомпоненты», «Электроника». Роль и место дисциплины «Радиотехнические цепи и сигналы » в структуре учебных планов направления «Радиотехника» состоят в том, что в ней, как следует из ее названия, изучаются две крупные проблемы, лежащие основе радиотехники - сигналы и цепи. Особенность изучаемой дисциплины состоит в том, что, если большинство общепрофессиональных и специальных дисциплин ориентированы на изучение конкретных объектов (что часто отражается в названии), то в дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы» основное внимание уделяется методам анализа и синтеза сигналов и цепей. Таким образом, компетенции, приобретаемые студентами в результате изучения дисциплины «Радиотехнические цепи и сигналы» являются инструментом для математического моделирования и последующего проектирования реальных радиоэлектронных устройств.

1. Расчет спектральной характеристики входного воздействия

В соответствие с формулами рассчитать значения коэффициентов ряда Фурье ДJIЯ периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов:

а₀ - постоянная состовляющая

q - скважность

относительно точки t=0

Ход работы

Исходные данные:

Е=2

Т=120*10^-6

ф=15*10^-6

В программе Mathcad произведем математические вычисления для нахождения недостающих величин.

n:=1..20

По результатам расчета построим в отчете график амплитудного и фазового спектров для первых двадцати отсчетов.

Вывод

В результате данной работы мною были рассчитаны спектральные характеристики входного воздействия, значения коэффициентов ряда Фурье для периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов на основании расчетов построены графики амплитудного и фазового спектров для первых двадцати отсчетов.

2. Расчет частотных характеристик простых линейных радиотехнических цепей

l)При рассмотрении характеристик линейных цепей широко используется соотношение, связывающее спектральные характеристики входного и выходного сигнала . Это соотношение лежит в основе спектральног о анализа.

Важнейшим условием использования спектрального метода является знание комплексного коэффициента передачи исследуемой цепи. Найти комплексный коэффициент передачи можно, используя методы теории цепей (метод узловых потенциалов или метод контурных токов ).

Частотный коэффициент передачи K(jщ) (КЧХ) имеет следующую интерпретацию: если на вход системы поступает гармонический сигнал с известной частотой щ, и комплексной амплитудой ?_вх, то комплексная амплитуда выходного сигнала (отклика цепи) равна:

В выражении пристутствует комплексная величина K(jщ) равная

Частотный коэффициент передачи K(jщ) представляется двумя состовляющими:

- амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), которая определяется, как модульКЧХ

Полученная зависимость является функцией частоты и определяет, как изменяется амплитуда сигнала на выходе цепи при изменении частоты входного сигнала.

- фаза-частотнойхарактеристикой (ФЧХ), которая является аргументом КЧХ

2) Такую интерпретацию коэффициента передачи K(jщ)удобно применять, если рассматривать электричес кую цепь в виде четырехполюсника. Представим исходную цепь (рис. а) в следствии чего мы можем получить два полу звена (рис. б)

А - параметры этих схем замещения имеют следующий вид:

Полузвено а-типа Полузвено b-типа

Зная, что все дальнейшие вычисления сводятся к нахождению этой величины.

Ход работы

Исходные данные:

Для нахождения комплексного сопротивления индукции используем следующие фрмулы:

Далее на основании теоретической части составим матрицы для двух полузвеньев:

Перемножив обе матрицы аналитическим методом получим:

Зная, что величина обратно пропорциональна коэффициенту передачи, получим:

Зная, что частотный коэффициент передачи К(jщ) представляется двумя составляющими АЧХ и ФЧХ найдем |K(n)| и ц(n)=arg(K(n)) после чего построим графики.

Вывод

В результате данной работы мною были получены навыки частотных характеристик линейных радиотехнических цепей, освоена методика преобразования сложной цепи к набору простых звеньев и расчета характеристик цепи с использованием специального программного обеспечения. На основании расчетов мною были простроены графики АЧХ и ФЧХ на которых наглядно отображено изменение в спектрах входного и выходного сигналов.

3. Исследование точности восстановления исходного сигнала в зависимости от количества суммируемых гармоник его спектра

Отклик системы - выходной сигнал или реакция на входное воздействие - определяется выражением

Амплитудный и фазовый спектры выходного сигнала можно найти, зная амплитудный и фазовый спектры входного сигнала и частотный коэффициент передачи, по следующим формулам:

В данных выражениях А_nвх и ц_nвх - коэффициенты ряда Фурье для

периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов:

Ход работы

В соответствие с полученными коэффициентами А_nвых выполню восстановление исходного сигнала и построю его график.

Для этого воспользуюсь следующими выражениями:

Построим график:

Вывод

радиотехническая цепь спектр сигнал

В ходе данной работы мною было произведено исследование точности восстановления исходного сигнала, получены навыки анализа спектров периодических сигналов, изучено влияние свойств спектра выходного сигнала на точность восстановления исходной формы сигнала, освоена методика восстановления сигнала по его спектру. Построены временные диаграммы рассчитанных сигналов.

В результате данной работы мною были получены теоретические знания и практические навыки расчета воздействия детерминированных сигналов на линейные стационарные радио технические цепи и работы с сопутствующим программным обеспечением.

Используемая литература

1. И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986 г

2. Попов В.П. Основы теории цепей. - М . : Высшая школа, 1985

3. Сиберт У.М. Цепи, сигналы , системы. В двух частях. - М.: Мир, 1988

4. Кузнецов Ю.В., Тронин Ю.В. Основы анализа линейных радиоэлектронных цепей (временной анализ). Учебное пособие, - М.: :tv1AИ, 1992

5. Кузнецов Ю.В., Голованов В В. Временной и частотный анализ линейных цепей. - М: :tv1AИ, 1999.

6. адиотехнические цепи и сигналы. Задачи и задания /Под ред. проф. А.Н. Яковлева. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002 . - 348 с. - (Серия «Учебники НГТУ»).

7. Кузнецов Ю.В., Баев А.Б. Спектральный и временной ана лиз импульсных и периодических сигналов. - М.: :МAИ, 2007.

Размещено на Allbest.ru