Методы расчета электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые источники

В работе исследуется установившийся и переходный режимы в электрической цепи, изображённой на рис. 1.1

РИС. 1

1) В соответствии с вариантом задания построить схемы пассивного четырёхполюсника П (рис. 1.2), содержащего последовательное (Z) или параллельное (Y) соединение резисторов Ri и ёмкости Ci (i = 1, 2, 3)

РИС. 2

и активного четырёхполюсника (усилителя) В (рис 1.3).

РИС. 3

2) Записать выражения для А-параметров пассивного четырёхполюсника в функции частоты. Рассчитать эти параметры на заданной частоте f. Проверить принцип взаимности.

Рассчитать А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками (рис. 1.3).

3) Рассчитать А-параметры каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников (рис. 1.1).

4) Определить входное сопротивление Rвх. А усилителя, нагруженного на резистор Rн. Расчёт выполнить двумя способами:

a) Путём вычисления отношения напряжения к току на входе усилителя по схеме замещения, представленной на рис. 2.4;

b) Через А-параметры усилителя.

5) Найти коэффициент передачи по напряжению КП пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.

6) Найти коэффициент передачи по напряжению КА активного четырёхполюсника (усилителя), нагруженного на сопротивление Rн.

7) Найти коэффициент передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников двумя способами:

a) По А-параметрам каскадного соединения четырёхполюсников с активной нагрузкой;

b) По коэффициентам передачи КП и КА четырёхполюсников.

9) Рассчитать комплексную частотную характеристику (КЧХ) по напряжению

.

для пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.

10) Рассчитать КЧХ по напряжению каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников:

.

11) Построить частотные характеристики АЧХ - и ФЧХ - в одной системе координат. Сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, приняв за полосу прозрачности диапазон частот, в котором , где Кmax - максимальное значение модуля коэффициента передачи по напряжению цепи.

12) Составить схему для расчёта переходного процесса, возникающего при подключении синусоидального источника ЭДС

к R-C цепи (рис. 1.2), нагруженной на сопротивление Rвх. А. Переходной процесс рассчитать на частоте .

Найти напряжение Uвых(t) на резисторе Rн в переходном режиме. Построить на одном графике напряжение входного и выходного сигналов в зависимости от времени.

1. В соответствии с вариантом задания построить схемы пассивного четырёхполюсника и активного четырёхполюсника (усилителя).

РИС. 4

R0 = 4.0 * 103 Ом

R1 = 1.0 * 103 Ом

C1 = 9.0 * 10-6 Ф

R2 = 7.0 * 103 Ом

C2 = 0,8 * 10-6 Ф

активного четырёхполюсника:

РИС. 5

2. Записать выражения для А-параметров пассивного четырёхполюсника в функции частоты. Рассчитать эти параметры на заданной частоте f. Проверить принцип взаимности.

A'=4.99+11.304i

B'=84001+59223i

C'=0.000999+0.002826i

D'=19.25+15.801i

Проверим принцип взаимности:

A' * D' - B' * C' = (44.99+11.304i)·(19.25+15.801i) - (84001+59223i)·

( 0.000999+0.002826i) = 1

Принцип взаимности выполняется

3. Рассчитать А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками.

РИС. 6

h11=103 Ом; h12=10-4; h21=5*(n+10)=95; h22=10-4 См; Rb=9*105 См

Составим для данной схемы уравнения по законам Кирхгофа.

1)

2)

3)

4)

5)

A''=-1.1708*10-3

B''=-12.50

C''=-2.938*10-6

D''=-0.0125

4. Рассчитать А-параметры каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников

Ак=-0.2523-0.18699i

Bк=-1112.4-881.59i

Cк=-5.7665*10-5-4.9682*10-5 i

Dк=-0.25312-0.23283i

5. Определить входное сопротивление Rвх. А усилителя, нагруженного на резистор Rн

Через А-параметры усилителя.

Размещено на http://www.allbest.ru/

6. Найти коэффициент передачи по напряжению КП пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.

Кр=0.0054993-0.0042533i

7. Найти коэффициент передачи по напряжению КА активного четырёхполюсника (усилителя), нагруженного на сопротивление Rн.

Ка=-167.266

8. Найти коэффициент передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников по коэффициентам передачи КА иКП четырехполюсников:

К2= -0.9198 + 0.7114i

9. Рассчитать комплексную частотную характеристику (КЧХ) по напряжению

 и

=

Далее для расчета непосредственных числовых значений воспользуемся математическим пакетом MATLAB

РИС. 7

10. Рассчитать КЧХ по напряжению каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников:

11. Построить частотные характеристики АЧХ - и ФЧХ - в одной системе координат. Сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, приняв за полосу прозрачности диапазон частот, в котором , где Kmax - максимальное значение модуля коэффициента передачи по напряжению цепи.