Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Южно - Уральский государственный Университет факультет ПС кафедра ЦРТС ЗАДАНИЕ по курсовой работе студенту группы ПС-206 Рождественскому А.В. 1.Тема работы: «Исследование и анализ линейных динамических цепей» 2.Срок сдачи работы ____________________________ 3.Исходные данные к работе: вариант №32 4.Содержание расчетно-пояснительной записки: составление схемы цепи, нахождение комплексной функции передачи, составление карты полюсов и нолей, расчет крутизны среза Sср и времени задержки tз ,исследование во временной области h(t), g(t) 5.Перечень графического материала 6.Дата выдачи задания___________________________
					ПС-2007.32.000.ПЗ

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата
Разработал	Рождественский			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: В.М. Коровин Задание принял к исполнению: подпись студента: _______________ Аннотация Порядок, объем, и содержание выполненной работы определены в учебном пособии к курсовой работе. В данной работе проведено комплексное исследование параметров полосозадерживающего фильтра второго порядка, составлена схема цепи, вычислена комплексная функция передачи, составлена карта полюсов и нолей, рассчитана крутизна среза Sср и время задержки tз, также проведено исследование во временной области h(t), g(t). В ходе расчета использовались следующие программные продукты: Matlab 6.0, Micro-Cap 7.0.
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		3
Содержание: Введение............................................................................................................. Составление схемы цепи......................................................................... Нахождение комплексной функции передачи ........................ Составление карты полюсов и нолей .................................................... Расчет параметров схемы........................................................................ 4.1 Построение графических зависимостей ЛАЧХ и ФЧХ............... 4.2 Расчет крутизны среза Sср и времени задержки tз......................... 5. Исследование во временной области h(t), g(t)...................................... Заключение........................................................................................................ Приложение 1. Задание на работу................................................................... Список литературы........................................................................................... 5 6 7 8 9 9 13 14 17 18 19
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		4
ВВЕДЕНИЕ В данной работе мы изучаем свойства электрических фильтров. Они применяются для выделения или подавления определенных колебаний, разделения каналов, формирования спектра сигналов. Электрические фильтры входят в состав многоканальных и радиорелейных систем передачи, измерительной аппаратуры, в каскады радиопередатчиков и радиоприемников и т. п. Электрическим фильтром называется четырехполюсник, пропускающий без ослабления или с малым ослаблением колебания определенных частот и пропускающий с большим ослаблением колебания других частот. Полоса частот, в которой ослабление мало, называется полосой пропускания. Полоса частот, в которой ослабление велико, называется полосой непропускания (задерживания). Между этими полосами находится переходная область. По расположению на шкале частот полосы пропускания различают следующие фильтры: - нижних частот (ФНЧ), в которых полоса пропускания располагается на шкале частот от ω = 0 до некоторой граничной частоты ω = ωп , а полоса непропускания (задерживания) — от частоты ω = ωз до бесконечно больших частот (рис.1,а); - верхних частот (ФВЧ) с полосой пропускания от частоты ω = ωп до бесконечно больших частот и полосой непропускания от частоты ω = 0 до ω = ωз (рис. 1,б); - полосовые (ПФ), в которые полоса пропускания (ωп1...ωп2 располагается между полосами непропускания 0... ωз1 и ωз2... ∞ (рис. 1,в); - заграждающие (режекторные) (ЗФ или РФ), в которых между полосами пропускания 0... ωп1 и ωп2... ∞ находится полоса непропускания ωз1...ωз2 (рис.1, г); - многополосные, имеющие несколько полос пропускания. В соответствии с используемой элементной базой к настоящему моменту выделились несколько классов фильтров: - резистивно-емкостные RC – фильтры; - реактивные LC – фильтры; - активные А – фильтры; - цифровые фильтры. Рис 1. Разновидности фильтров
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		5
1.СТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ЦЕПИ Руководствуясь данными из табл. 1 (см. приложение 1. Задание на работу), составляем схему фильтра, принимая в ней узел «0» за базисный. Рис.2 Схема фильтра По схеме составим систему уравнений по методу узловых напряжений: а) составим матрицу проводимостей: б) составим вектор узловых задающих токов источников: г) запишем уравнение узловых напряжений Gyuy = iy (1), где
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		6
2. НАХОЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ФУНКЦИИ ПЕРЕДАЧИ Комплексную функцию передачи найдем с помощью метода узловых напряжений. При указанной на рисунке 2 нумерации узлов передаточная функция выражается как: Напряжение определим из уравнения узловых напряжений (1). Разрешая систему узловых уравнений относительно , найдём представление для передаточной функции: Подставим в последнее выражение комплексные проводимости элементов, явно выраженные в виде функции : Упростим запись по средствам замены: Тогда функция передачи примет вид:
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		7
3.СОСТАВЛЕНИЕ КАРТЫ ПОЛЮСОВ И НОЛЕЙ. а) ноли функции получаются путем решения полинома числителя: б) полюса функции получаются путем решения полинома знаменателя: В силу сложности полиномов полюсов и нолей их решение производим в среде MATLAB 6.0. По полученным значениям построим карту полюсов и нулей при нормированном значении частоты : Рис 3. Карта полюсов и нолей.
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		8
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ 4.1 ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЛАЧХ И ФЧХ а) Построение ЛАЧХ Таблица 2. Данные ЛАЧХ 3,0 0,833 -1,58 5,6 0,806 -1,88 3,1 0,833 -1,58 5,7 0,780 -2,16 3,2 0,833 -1,58 5,8 0,712 -2,95 3,3 0,833 -1,58 5,9 0,481 -6,35 3,4 0,833 -1,58 6,0 1,248E-07 -138,08 3,5 0,833 -1,58 6,1 0,481 -6,36 3,6 0,833 -1,58 6,2 0,712 -2,95 3,7 0,833 -1,58 6,3 0,780 -2,16 3,8 0,833 -1,58 6,4 0,806 -1,88 3,9 0,833 -1,58 6,5 0,818 -1,75 4,0 0,833 -1,58 6,6 0,824 -1,68 4,1 0,833 -1,58 6,7 0,828 -1,64 4,2 0,833 -1,58 6,8 0,830 -1,62 4,3 0,833 -1,58 6,9 0,831 -1,61 4,4 0,833 -1,58 7,0 0,832 -1,60 4,5 0,833 -1,58 7,1 0,833 -1,59 4,6 0,833 -1,59 7,2 0,833 -1,59 4,7 0,833 -1,59 7,3 0,833 -1,59 4,8 0,833 -1,59 7,4 0,833 -1,59 4,9 0,833 -1,59 7,5 0,833 -1,58 5,0 0,832 -1,60 7,6 0,833 -1,58 5,1 0,831 -1,61 7,7 0,833 -1,58 5,2 0,830 -1,62 7,8 0,833 -1,58 5,3 0,828 -1,64 7,9 0,833 -1,58 5,4 0,824 -1,68 8,0 0,833 -1,58 5,5 0,818 -1,75 График ЛАЧХ строим при изменении см. Рис.4 График ЛАЧХ
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		9
Рис.4 график ЛАЧХ б) Построение ФЧХ: Таблица 3. Данные ФЧХ 3,0 -0,05 4,0 -0,46 5,0 -4,61 6,0 -179,96 7,0 4,61 3,1 -0,06 4,1 -0,57 5,1 -5,84 6,1 82,19 7,1 3,65 3,2 -0,07 4,2 -0,72 5,2 -7,41 6,2 45,59 7,2 2,89 3,3 -0,09 4,3 -0,91 5,3 -9,47 6,3 29,95 7,3 2,29 3,4 -0,11 4,4 -1,15 5,4 -12,20 6,4 21,38 7,4 1,82 3,5 -0,14 4,5 -1,45 5,5 -15,95 6,5 15,95 7,5 1,45 3,6 -0,18 4,6 -1,82 5,6 -21,38 6,6 12,20 7,6 1,15 3,7 -0,23 4,7 -2,29 5,7 -29,93 6,7 9,47 7,7 0,91 3,8 -0,29 4,8 -2,89 5,8 -45,56 6,8 7,42 7,8 0,72 3,9 -0,36 4,9 -3,65 5,9 -82,13 6,9 5,84 7,9 0,58 График ФЧХ строим при изменении см. Рис.5 График ФЧХ. Построение графиков проводилось в среде MATLAB 6.0.
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		10
Рис.5 График ФЧХ Разрывность графика объясняется тем, что на резонансной частоте происходит изменение реакции цепи с индуктивной на емкостную.
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		11
4.2 РАСЧЕТ КРУТИЗНЫ СРЕЗА Sср И ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ tз. 4.2.1 РАСЧЕТ КРУТИЗНЫ РЕЗА. Расчет крутизны среза проведем графическим способом: Рис.5 График расчет крутизны среза построим график ЛАЧХ в среде Micro Cap в диапазоне значение выберем в таком диапазоне, чтобы функция апроксимировалась линейной зависимостью и проведем измерения средствами Micro Cap. Функция в точке имеет бесконечное ослабление коэффициента передачи. Изменение частоты в 1,0053 раза соответствует затухание в 10 Дб, следовательно:
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		12
4.2.2 РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ tз. Время задержки находится как производная от функции , где по . Нахождение аналитического выражения tз затруднено вследствие большого числа математических выкладок. Найдем tз численным методом в среде MATLAB 6.0. 100 200 300 400 500 600 700 800 900 950 tз,мс 0,05 0,05 0,06 0,07 0,10 0,13 0,20 0,33 0,50 0,10
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		13
5.ИССЛЕДОВАНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ h(t), g(t) Переходная характеристика h(t) – реакция цепи на воздействие единичной ступенчатой функции определение переходной характеристики сводится к анализу цепи с нулевыми начальными условиями при подключении к источнику постоянного напряжения. Импульсная характеристика g(t) – реакция цепи на воздействие единичной импульсной функции. Определим в данной работе переходную и импульсную характеристику методом обратного преобразования Лапласа. Запишем операторное изображение реакции цепи на внешнее воздействие: Запишем характеристики h(t), g(t) при t0 = 0: По известной функции передачи с помощью обратного преобразования Лапласа найдем переходную и импульсную характеристику: ,
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		14
где и Взятие интегралов h(t), g(t) затруднено в следствии того что корни цепи являются комплексно-сопряженными, поэтому воспользуемся теоремой разложения Тогда воздействие от единичной ступенчатой функции h(t) без начальных условий опишется следующей зависимостью: , где корни знаменателя и вычеты в соответствующих точках . График зависимости h(t) см. на Рис.6 График переходной характеристики h(t). Воздействие от импульсной функции g(t) без начальных условий опишется следующей зависимостью: , где корни знаменателя и вычеты в соответствующих точках. График зависимости g(t) см. на Рис.7 График импульсной характеристики g(t).
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		15
Рис.6 График переходной характеристики h(t) Рис.7 График импульсной характеристики g(t)
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выполнив данную работу мы провели комплексное исследование полосозадерживающего фильтра второго порядка и определили его основные характеристики: по данным карты полюсов и нулей функция цепи является асимптотически устойчивой. Данный фильтр обладает высокой избирательностью и 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 и время протекания (около 0,4 мс.) переходных процессов, вызванные воздействием единичной ступенчатой функции h(t) и импульсной функции g(t) без начальных условий.
					ПС-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		17

					ПС-2007.32.000.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-2007.32.000.ПЗ	Лист

Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата		19

Пояснительная записка к курсовой работе по курсу Основы теории цепей ЮУрГУ ~ К

Поможем написать учебную работу

Выберите тип работы: