Схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей

Расчет параметров нагрузки на резонансной частоте. Вывод операторных выражений входной функции и их проверка. Исследование транзистора с обобщённой нагрузкой. Получение нормированных выражений входной и передаточной функции и построение их графиков.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.11.2016
Размер файла 2,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра телекоммуникаций и основ радиотехники (ТОР)

схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей

Курсовая работа по дисциплине

«Теория электрических цепей»

Шифр:Сх.42 ТП 27 ОИ М7

Студент гр.1А2

Леконцев Д.Р.

Руководитель

доцент кафедры ТОР, К.Ф-М.Н.

Дубовик К.Ю.

Томск 2014

Министерство науки и образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра теоретических основ радиоэлектроники (ТОР)

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

«СХЕМНЫЕ ФУНКЦИИ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ»

студенту Леконцеву Д.Р. группа 1А2 факультет РТФ _____

1 Исходные данные:

шифр Сх42ТП27ОИМ7 , К или КТ ___ КТ ____

параметры нагрузки с= ____400____Ом, н=_____ или m=_____,

частотные параметры щН =______3.0_____, N=_____0.06_______,

нормирующие величины R0=0.1с, щ0 = щр (или щср.)

2 Задание

Получить и исследовать входные и передаточные операторные функции.

Рассчитать частотные характеристики (ЧХ) по выражениям АЧХ и ФЧХ, с использованием автоматизированных методов анализа цепей.

3 Содержание расчетной части пояснительной записки:

3.1 Исследование нагрузки:

- предполагаемый на основе схемы характер АЧХ и ФЧХ входной функции;

- вывод операторных выражений входной функции и проверка по размерности, соответствия модели на крайних частотах диапазона, порядку полиномов и условиям физической реализуемости;

- нормировка операторных функций;

- расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений;

- определение полосы пропускания цепи;

3.2 Исследование транзистора с обобщенной нагрузкой Yн:

- вывод операторных выражений входной и передаточной функций на основе метода узловых потенциалов, проверка полученных выражений всеми возможными способами;

- нормировка операторных функций.

3.3 Исследование транзистора с избирательной нагрузкой:

- предполагаемый характер ЧХ полной модели и определение ряда численных значений ЧХ в характерных точках (щ=0, щ=щр. и т.д.);

- получение нормированных выражений входной и передаточной функций и их проверка на соответствие полиномов схемных функций порядку полной цепи и соответствие минимальных и максимальных степеней функций значениям, полученным для полной схемы на крайних частотах щ>0 и щ>?;

- получение АЧХ и ФЧХ входной и передаточной функций на основе автоматизированного расчета цепи и построение частотных характеристик (с указанием на них ранее вычислительных значений);

4 Перечень графического материала:

- схемы нагрузки, транзистора с обобщенной нагрузкой, полной цепи,

- эквивалентные модели на крайних частотах,

- частотные характеристики.

5 Дата выдачи задания ______________________________________

6 Срок сдачи законченной работы _______________________________

Руководитель ________ ___________________( Дубовик К. Ю. )

подпись Ф.И.О.

Задание принял к исполнению

____________________________________________________________

дата и подпись студента

Реферат

Данная курсовая работа содержит 35 страниц, 27 рисунков, 4 таблицу.

В работе использованы такие понятия, как: АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (АЧХ), ФАЗО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (ФЧХ), СХЕМНАЯ ФУНКЦИЯ, ОПЕРАТОРНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ, КОМПЛЕКСНАЯ ФУНКЦИЯ ЦЕПИ (КФЦ), ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ЦЕПИ.

Оглавление

Введение

1. Исходные данные

1.1 Расшифровка исходных данных

1.2 Нормировка параметров цепи

2. Исследование нагрузки

2.1 Расчет параметров нагрузки на резонансной частоте

2.2 Качественный характер АЧХ и ФЧХ входной функции

2.3 Вывод операторных выражений входной функции и их проверка

2.4 Расчёт резонансных частот, Rp на резонансных частотах, ППЦ и добротности

2.5 Получение графиков АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки

2.7 Автоматизированный расчёт АЧХ и ФЧХ нагрузки

2.8 Сравнительная таблицы исследования нагрузки

3. Исследование транзистора с обобщённой нагрузкой

3.1 Вывод операторных выражений входной и передаточной функции на основе метода узловых потенциалов и проверка полученных результатов

3.2 Нормировка операторных функций

4. Исследование транзистора с избирательной нагрузкой

4.1 Предполагаемый характер ЧХ полной модели и определение ряда численных значений в характерных точках

4.2 Получение нормированных выражений входной и передаточной функции и построение их графиков

4.3 Автоматизированный расчёт АЧХ, ФЧХ и КФ полной цепи.

5 Сравнительная таблица полученных результатов

Использованная литература

Введение

Основной целью данной курсовой работы является получение выражений для комплексной и передаточной функции цепи для транзистора с избирательной нагрузкой. В процессе выполнения курсовой работы решаются следующие задачи:

-формирование навыков обоснованных предположений о характере частотных характеристик цепи непосредственно по ее схеме;

-формирование навыков получения и анализа операторных функций цепи и овладение для схем с зависимыми источниками методом узловых потенциалов в матричной форме;

-овладение методом автоматизированного машинного анализа электрических цепей в частотной области в стационарном режиме.

Схемные функции бывают входными и передаточными. К входным функциям относят комплексное входное сопротивление линейной электрической цепи, определяемое как отношение напряжения и тока со стороны одноименных зажимов и комплексная входная проводимость . В этих формулах и - модули входного сопротивления и входной проводимости соответственно;- фазовый сдвиг между током и напряжением.

Формально под передаточной функцией подразумевается комплексный переменный коэффициент, устанавливающий линейную алгебраическую зависимость между выходной величиной (ток или напряжение в цепи) и входной величиной (ток или напряжение, подаваемые к входным зажимам). Так, если существует линейная зависимость , то величина определяется как передаточная функция цепи. Математически эта функция представляется, как правило, в виде рациональной дроби комплексной переменной

,

коэффициенты полиномов числителя и знаменателя , которые определяются через параметры R, L и C самой цепи, т. е. являются вещественными положительными числами. На конкретной частоте передаточная функция есть комплексное число.

где - ее модуль, определяющий отношение действующих или амплитудных значений выходного и входного сигналов, а - аргумент, выражающий фазовый сдвиг между начальными фазами и этих сигналов [2].

1. Исходные данные

1.1 Расшифровка исходных данных

Модель транзистора М7 представлена на рисунке 1.1.

частота транзистор нагрузка резонансный

Рисунок 1.1- Модель полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком

Параметры транзистора:

(1.1)

(1.2)

Используя формулы (1.1) и (1.2) рассчитаем и :

где: -ёмкость затвор;

-ёмкость затвор-сток;

-паразитное объёмное сопротивление;

-крутизна проходной характеристики транзистора.

Схема избирательного двухполюсника представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2- Схема избирательной нагрузки

Параметры нагрузки:

(1.3)

(1.4)

(1.5)

(1.6)

(1.7)

Используя выражения (1.3)-(1.6) получим:

;

1.2 Нормировка параметров цепи

Нормировку параметров цепи проведём по следующим формулам, при этом примем :

(1.8)

(1.9)

(1.10)

(1.11)

(1.12)

(1.13)

Используя формулы (1.8)-(1.13) пронормируем параметры цепи.

Пронормированные параметры цепи занесём в таблицу 1.1.

Таблица 1.1- Пронормированные параметры цепи

Элементы

Параметры элементов

Нормированные значения

25 мА/В

10

663 пФ

1

106,08 мкГн

1

0,5

10 пФ

0,015

1 пФ

0,0015

4 кОм

10

0,25 мСм

0,1

0,628 мСм

0,025

2. Исследование нагрузки

2.1 Расчет параметров нагрузки на резонансной частоте

Для того вычислить параметры нагрузки на резонансной частоте, преобразуем нашу схему таким образом, чтобы сопротивления шунта и ёмкости, шунта и индуктивности были соединены последовательно, данная схема представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Эквивалентная схема нагрузки

Для того чтобы соединения шунта и ёмкости, шунта и индуктивности были соединены последовательно необходимо произвести замену на и , на и на. Замену будем производить по выражениям (2.1) и (2.2) причем в выражении (2.1) и (2.2) в ответе получится комплексное выражение. Реальная часть полученного выражения это активное сопротивление, т.е. и , мнимая часть это реактивное сопротивление т.е. и для последовательного соединения шунта и ёмкости и шунта и индуктивности, соответственно [1].

(2.1)

(2.2)

Исходя из выражений (2.1) и (2.2) вычислим ,, и , приняв :

;

;

;

;

Используя полученные значения найдем , оно будет определяться как сумма добавочных сопротивлений [1]:

(2.3)

Зная определим добротность контура, она будет определяться как отношение характеристического сопротивления к сопротивлению потерь [1]:

(2.4)

Получив значение добротности, рассчитаем полосу пропускания, она будет определяться как отношение частоты резонанса на добротность [1].

(2.5)

Из (2.5) получим формулу для полосы пропускания (2.6):

(2.6)

Зная , определим резонансное сопротивление, оно будет определяться по формуле (2.7) [1].

, (2.7)

где -реактивное сопротивление любой ветви параллельного контура на резонансной частоте ;

- активное сопротивление параллельного контура на резонансной частоте.

Выберем ветвь параллельного контура, наш выбор падает на ветви последовательного соединения с , так как сопротивления всех элементов данной ветви нам известны:

Определим реальное значение резонансного сопротивления по формуле (1.9):

Определим значения и на резонансе токов. Для этого аналогично вышеизложенному, используя выражения (2.1) и (2.2) найдем сопротивления элементов, приняв :

;

;

;

;

Используя формулу (2.4), получим:

Зная добротность и используя формулу (2.6) найдем :

Найдем , используя формулу (2.8):

(2.8)

Тогда:

Определим реальное значение резонансного сопротивления по формуле (1.9):

2.2 Качественный характер АЧХ и ФЧХ входной функции

Установим приблизительный характер АЧХ входной функции для заданной схемы, которая представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2- Схема заданной нагрузки

На рисунке 2.3(а) представлен реактивный двухполюсник соответствующий заданной схеме. Количество резонансов определяется формулой (2.8)[1]:

, (2.9)

где N- количество резонансов;

n- количество реактивных элементов в цепи.

Таким образом, цепь имеет не более двух резонансов. На рисунке 2.3(б) представлен предполагаемый график АЧХ входного сопротивления без учёта потерь. Предположение о характере АЧХ сделано на основе того, что (разрыв на ) и (закоротка на ).

Рисунок 2.3-а) Реактивный двухполюсник; б) Предполагаемый график АЧХ входного сопротивления без учёта потерь

В соответствии с рисунком 2.3 (б) ФЧХ входного сопротивления реактивного двухполюсника будет иметь вид, показанный на рисунке 2.4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.4- Предполагаемый график ФЧХ входного сопротивления без учёта потерь

Учёт влияния сопротивления на и на основе эквивалентных схем для и показан на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5- Учёт влияния сопротивления : а) при ; б) при

Исходя из рисунка 2.5, делаем вывод, что (закоротка на ) и (разрыв на ). Схема заданной нагрузки представляет собой параллельный контур с потерями . А на частоте резонанса имеем:

Исходя из всего вышесказанного делаем предположение, что АЧХ входного сопротивления с учётом потерь будет иметь вид показанный на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6- Предполагаемый вид АЧХ входного сопротивления

На предполагаемом характере АЧХ входного сопротивления присутствует ярко выраженный резонанс в контуре на частоте .

На рисунке 2.7 изображены эквивалентные модели исследуемой цепи нагрузки при и .

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.7- Эквивалентные модели исследуемой цепи: а) при ; б) при

Исходя из рисунка 2.7, делаем вывод, что и . На рисунке 2.8 представлен предполагаемый график ФЧХ входного сопротивления исследуемой цепи.

Рисунок 2.8- Предполагаемый график ФЧХ входного сопротивления нагрузки

2.3 Вывод операторных выражений входной функции и их проверка

По рисунку 2.2 составим операторное выражения для входной функции, для этого примем , тогда выражение для входного сопротивления будет иметь вид (2.10)

, (2.10)

где:( к параллельному соединению и C последовательно присоединена );

( параллельное соединение и ).

Подставляя и в (2.9) и упрощая данное выражение, получим выражение (2.11).

(2.11)

Упростим выражение (2.11) поделив на и получим выражение (2.12)

(2.12)

Проверим выражения для входной функции на размерность. При этом учитываем, что размерность функции должна соответствовать её физическому смыслу, а значит должна иметь размерность в [Ом]. Также при проверке учитываем, что () и имеют размерность в , а () имеет размерность в [Ом].

2.4 Расчёт резонансных частот, на резонансных частотах, ППЦ и добротности

Для упрощения выражения для входной функции пронормируем параметры нагрузки, используя таблицу 1.1:

(2.13)

Произведём обратную замену в выражении (2.13) и получим выражение (2.14).

(2.14)

Определим резонансные частоты из выражения (2.14), для этого отделим реальную и мнимую части.

Отделив реальную и мнимую части выражения (2.14) и произведя замену получим выражение (2.15)

(2.15)

Как известно, на резонансной частоте мнимая часть выражения для сопротивления нагрузки равна нулю [1], а значит, получим выражение (2.16).

(2.16)

Решая выражение (2.16) в Sсilab относительно получим резонансные частоты:

,

из них выбираем положительные и не нулевые [1]. Тогда мы получаем две резонансные частоты , где - частота резонанса токов, - частота резонанса напряжений.

Определим ненормированные значения частот по формуле (2.17).

, (2.17)

где -резонансная частота полученная в пункте 1.1;

-нормированное значение частоты;

- ненормированное значение частоты.

Исходя из (2.17), получаем:

Рассчитаем сопротивления на резонансных частотах, они будут равны реальной части выражения (2.15)[1], т.е выражение (2.18):

(2.18)

Используя выражение (2.18), получим:

Ом

Определим реальные значения резонансных сопротивлений по формуле (1.9).

Для того чтобы определить граничные частоты необходимо получить выражение для АЧХ входной функции и приравнять к значению сопротивления на резонансе поделённому на [1]. Получим выражения для АЧХ входной функции. Как известно, АЧХ входной функции задается с помощью внесения комплексного выражения в модуль [1]. Исходя из этого, получаем выражение (2.19):

(2.19)

Исходя из всего вышеперечисленного, получим выражения (2.20) и (2.21) для нахождения граничных частот на параллельном и последовательном резонансе соответственно.

(2.20)

(2.21)

Решая выражение (2.20) в Scilab, получим:

Решая выражение (2.21) в Sсilab, получим:

Определим ненормированные значения граничных частот по формуле (2.17).

Для :

Для :

ППЦ определяется из граничных частот резонанса токов [1], т.е , для . Используя формулу (2.22), найдем ПП нашей цепи.

(2.22)

Для резонанса токов получим:

Для резонанса напряжений получим:

Добротность цепи определяется по формуле (2.5), используя эту формулу, определим добротность:

2.5 Получение графиков АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки

Исходя из выражения (2.12) и с помощью Scilab построим графики АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки.

АЧХ входной функции было найдено в предыдущей главе (2.19), продублируем это выражение:

(2.19)

С помощью Scilab получим график АЧХ, он представлен на рисунке 2.8

Рисунок 2.9- График АЧХ входного сопротивления, полученный с помощью Scilab

ФЧХ входной функции задаётся arctg мнимой части на реальную [1],исходя из этого получим выражение (2.15)

(2.15)

Рисунок 2.10- График ФЧХ входного сопротивления, полученный с помощью Scilab

2.7 Автоматизированный расчёт АЧХ и ФЧХ нагрузки

Для того чтобы проверить правильность построенных характеристик АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки, смоделируем графики АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки с помощью симулятора электронных цепей Qucs.

Схема заданной нагрузки, смоделированная в Qucs, представлена на рисунке 2.11

Рисунок 2.11- Схема заданной нагрузки, смоделированная в Qucs

Для того чтобы получить графики АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки, зададим их уравнениями и диапазоном частот, показанными на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12- а) Моделирование на переменном токе, в окне которого задаем диапазон частот; б) Уравнение АЧХ входного сопротивления нагрузки; в) Уравнение ФЧХ входного сопротивления нагрузки.

В результате моделирования получим два графика, представленные на рисунке 2.13 и 2.14, которые являются АЧХ и ФЧХ входного сопротивления нагрузки соответственно.

Рисунок 2.13- АЧХ входного сопротивления нагрузки, полученное с помощью Qucs

Рисунок 2.14- ФЧХ входного сопротивления, полученное с помощью Qucs

2.8 Сравнительная таблицы исследования нагрузки

Сравнительная таблица качественных и реальных частотных характеристик показана на таблице 2.1.

Таблица 2.1- Сравнительная таблица качественных и полученных с помощью выражения частотных характеристик

Значения

Качественная характеристика

Полученные с помощью выражения

40 Ом

Сравнительная таблица значений АЧХ и ФЧХ на крайних частотах представлена на таблице 2.2.

Таблица 2.2- Сравнительная таблица значений АЧХ и ФЧХ на крайних частотах

Значения

Качественная характеристика

Полученные с помощью выражения

Автоматизированный расчёт

0

0

0

4000 Ом

4000 Ом

4000 Ом

Произведём анализ полученных результатов, а точнее графиков изображенных на рисунках (2.6) и (2.8) с графиками изображенными на рисунках (2.9) и (2.10) и с графиками на рисунках (2.13) и (2.14). Анализируя данные графики можно сделать следующие выводы: качественный характер АЧХ входного сопротивления нагрузки совпал в пределах погрешности с АЧХ полученными с помощью выражения для входной функции и автоматизированного расчёта; качественный характер ФЧХ входного сопротивления нагрузки совпал с ФЧХ полученными с помощью выражения входной функции и автоматизированного расчёта. Из данных выводов, следует то что наши предположения были верны, а следовательно анализ цепи произведён верно.

3. Исследование транзистора с обобщённой нагрузкой

3.1 Вывод операторных выражений входной и передаточной функции на основе метода узловых потенциалов и проверка полученных результатов

Выводить операторные выражения входной и передаточной функции будем, основываясь на методе узловых потенциалов.

Метод узловых потенциалов -- метод расчета электрических цепей путём записи системы линейных алгебраических уравнений, в которой неизвестными являются потенциалы в узлах цепи. В результате применения метода определяются потенциалы во всех узлах цепи, а также, при необходимости, токи во всех ветвях [3].

Для реализации МУП на вход подключим , обозначим узлы, элементы схемы опишем проводимостями в операторной форме и учтём, что теперь , и , что и представлено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1- Схема транзистора с обобщённой нагрузкой.

Составляем матрицы токов, напряжений и проводимостей согласно МУП для транзистора, изображенного на рисунке 3.1.

(3.1)

Учитывая, что:

(3.2)

Преобразуем формулу (3.1), выразив из матрицы (3.1) и получим:

(3.3)

Используя выражение (3.3) матрица (3.1) преобразуется в матрицу (3.4).

(3.4)

Найдем передаточную функцию цепи по формуле (3.5)

, (3.5)

где ;

Заменяя, получим:

(3.6)

Упрощая и подставляя , получим выражение (3.7).

(3.7)

Найдем входную функцию цепи, используя формулу (3.8).

, (3.8)

где ;

Заменяя, получим:

(3.9)

Произведём проверку полученных выражений (3.7) и (3.8) по размерности:

3.2 Нормировка операторных функций

Используя, таблицу 1.1 пронормируем выражения (3.7) и (3.9) и в итоге получим выражения (3.10) и (3.11).

(3.10)

(3.11)

4. Исследование транзистора с избирательной нагрузкой

4.1 Предполагаемый характер ЧХ полной модели и определение ряда численных значений в характерных точках

Схема транзистора с избирательной нагрузкой представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1- Схема транзистора с избирательной нагрузкой

Предположения о характере ЧХ передаточной функции делаются на основе соотношения:

[1] (4.1)

В нашем случае:

(4.2)

Знак ““ говорит о том, что наш полевой транзистор при включении с общим истоком инвертирует входной сигнал [1].

Из (4.1) следует, что АЧХ полной цепи задаётся формулой (4.3), а ФЧХ полной цепи задаётся формулой (4.4).

(4.3)

, (4.4)

где - в рабочем диапазоне имеет нулевое значение и только в области очень высоких частот[1];

- ФЧХ нагрузки.

Выражения (4.1), (4.3) и (4.4) не являются абсолютно точными и пригодными для оценки качественного характера ЧХ и оценки характерных численных значений на ЧХ ; ; .

, т.к. ;

;

;

;

(из-за и );

( из-за ).

Для вывода предполагаемых частотных характеристик входной функции транзистора с избирательной нагрузкой построим эквивалентные схемы поведения транзистора с избирательной нагрузкой на крайних частотах, причём достаточно рассмотреть схему только транзистора, т.к. в рабочей полосе частот избирательная нагрузка практически не влияет на величину и фазу входного сопротивления [1].

Эквивалентные схемы транзистора на крайних частотах представлены на рисунке 4.2.

На крайних частотах получим:

;

Построим ЧХ на основе проделанного анализа. Зависимость соответствует рисунку 4.3; соответствует рисунку 4.2. Ожидаемый результирующий график в соответствии с (4.3) будет иметь вид показанный на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4- Предполагаемый характер АЧХ входного сопротивления нагрузки

Рисунок 4.5- Предполагаемый характер АЧХ передаточной функции.

4.2 Получение нормированных выражений входной и передаточной функции и построение их графиков

Запишем нормированные выражения функций полной цепи, исходя из нормированных функций и , выполним подстановку:

(4.5)

(4.6)

Упрощая выражения (4.5) и (4.6), получим выражения (4.7) и (4.8) для и соответственно.

(4.7)

(4.8)

Произведем обратную замену , тогда выражения (4.7) и (4.8) примут вид:

(4.9)

(4.10)

Исходя из выражения (4.9) получим выражения для АЧХ и ФЧХ входной функции полной цепи.

АЧХ будет определяться выражением (4.11):

(4.11)

ФЧХ будет определяться выражением (4.12):

(4.12)

Рисунок 4.5- АЧХ входного сопротивления полной цепи.

Рисунок 4.7- Коэффициент передачи полной цепи.

4.3 Автоматизированный расчёт АЧХ, ФЧХ и КФ полной цепи

Для проверки полученных ранее результатов, произведём расчет АЧХ, ФЧХ и КФ полной цепи в Qucks. Для этого смоделируем нашу цепь. Смоделированная цепь представлена на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8- Схема полной цепи, смоделированная в Qucs

Для того чтобы получить графики АЧХ,ФЧХ и КФЦ зададим их уравнениями в Qucs. Данные уравнения представлены на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9- а) Уравнение АЧХ входной функции; б) Уравнение ФЧХ входной функции; в) Уравнение КФЦ.

С помощью Qucs моделируем характер АЧХ, ФЧХ и КФ полной цепи. Графики представлены на рисунке 4.10, 4.11, 4.12 для АЧХ, ФЧХ и КФ полной цепи соответственно.

Рисунок 4.10- АЧХ входной функции полной цепи, полученное с помощью Qucs

Рисунок 4.11- ФЧХ входной функции полной цепи, полученное с помощью Qucs

Рисунок 4.12- КФ полной цепи, полученная c помощью Qucs

5. Сравнительная таблица полученных результатов

В результате выполнения данной курсовой работы были получены следующие выражения:

Результаты исследования полной цепи представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Результаты исследования полной цепи

Значения

Качественное исследование

Исследование с помощью выражений

Автоматизированный расчёт

0

0

0

100

100

0,025

0,025

Графики, полученные с помощью автоматизированного расчёта, смещены по оси ОХ относительно графиков полученных качественно и с помощью выражения. Происходит это, потому что графики в автоматизированном расчёте строятся относительно частоты , а качественные и полученные с помощью выражения мы строим относительно циклической частоты . Проанализировав полученные данные можно сказать, что анализ цепи произведен верно.

Использованная литература

1) Мельникова И.В. Основы теории цепей. Схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей: Методические указания по выполнению курсовой работы. -Томск: ТУСУР, 2012. -65 с.

2) http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/DEPEN/ELMASH/T_L_E_C/METOD/IVANOVA/WEBUMK/frame/1_2.htm

3) http://ru.wikipedia.org/wiki/Метод_узловых_потенциалов

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Изучение транзистора с обобщенной и избирательной нагрузкой. Эквивалентная схема замещения биполярного транзистора. Расчет параметров нагрузки на резонансной частоте, резонансных сопротивлений. Определение полосы пропускания цепи по карте нулей и полюсов.

    контрольная работа [181,3 K], добавлен 06.01.2015

  • Анализ характера АЧХ и ФЧХ входной функции, выведение ее операторного выражения. Вычисление резонансных частот и сопротивлений. Исследование модели транзистора с обобщенной нагрузкой. Автоматизированный расчет цепи транзистора с избирательной нагрузкой.

    курсовая работа [376,6 K], добавлен 14.10.2012

  • Исследование нагрузки линейной электрической цепи. Предполагаемый характер частотных характеристик на основе анализа схемы. Расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений. Исследование параметров транзисторов с обобщенной и избирательной нагрузкой.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 17.11.2014

  • Определение аналитических выражений для комплексного коэффициента передачи по напряжению, амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристикам. Расчет частоты, на которой входные и выходные колебания будут синфазны. построение графиков АЧХ И ФЧХ.

    контрольная работа [217,3 K], добавлен 18.09.2013

  • Анализ схемы, особенности расчёта цепей с операционными усилителями. Вычисление передаточной функции, составление ее карты и проверка по схеме. Расчёт частотных и временных характеристик функции. Определение реакции цепи на прямоугольный импульс.

    контрольная работа [161,6 K], добавлен 28.02.2011

  • Исследование и расчет цепей синусоидального и постоянного тока. Нахождение линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование и применение методов расчета трехфазной цепи. Задача на определение параметров четырехполюсника.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.02.2013

  • Определение значений производных в электрических цепях. Составление операторных схем замещения в переходных процессах. Входные и выходные характеристики транзистора. Графический расчет простейшего усилительного каскада транзистора с общим эмиттером.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013

  • Характеристика основных вопросов, связанных с частотными характеристиками электроцепей ОУ. Передаточные функции активных цепей и каскадно-развязанных структур. Функция чувствительности частотных характеристик электрических цепей, селективные устройства.

    реферат [134,3 K], добавлен 25.04.2009

  • Передаточные функции дискретных систем как отношение z-изображений выходной и входной величин при нулевых начальных условиях. Определение передаточной функции дискретной системы при нулевом значении флюктуационной составляющей. Использование фиксатора.

    реферат [90,8 K], добавлен 21.01.2009

  • Расчет основных электрических параметров полевого транзистора (сопротивление полностью открытого канала, напряжение отсечки, ёмкость затвора). Определение передаточной характеристики, связанных с нею параметров (начальный ток стока, напряжение насыщения).

    реферат [574,2 K], добавлен 07.10.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.