курсовая по радиотехническим цепям и сигналам. Тема СХЕМНЫЕ ФУНКЦИИ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

курсовая по радиотехническим цепям и сигналам.

Вариант 24

Тема СХЕМНЫЕ ФУНКЦИИ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

РЕФЕРАТ

Курсовая работа 47 с., 40 рисунков, 5 таблиц, 5 источников

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ, ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОПЕРАТОРНЫЕ ФУНКЦИИ, ТРАНЗИСТОР, НАГРУЗКА, АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МЕТОД.

Цель курсовой работы – овладеть способами нахождения частотных характеристик цепи.

В работе проводятся:

- исследование нагрузки: характер АЧХ и ФЧХ, вывод операторных выражений, расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений, определение полосы пропускания цепи.

- исследование схемы транзистора с обобщенной нагрузкой: вывод операторных выражений на основе метода узловых потенциалов, нормировка операторных функций.

- исследование транзистора с избирательной нагрузкой: предполагаемый характер ЧХ, определение ряда численных значений ЧХ в характерных точках, получение нормированных выражений входной и передаточной функций, получение выражений АЧХ и ФЧХ обеих функций на основе нормированных выражений, оценка устойчивости и фазоминимальности цепи по карте нулей и полюсов, получение АЧХ и ФЧХ входной и передаточной функций на основе автоматизированного расчета цепи и построение частотных характеристик.

Пояснительная записка к курсовой работе выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word.

Исходные данные: Шифр           Сх4.Т0.ОБ.М2                  , К или КТ                    Кт _

Параметры нагрузки       ρ=        200          Ом, ķ=_ или m=____0,6_____,

Частотные параметры     ωНmax =_1.5                   , N=_0.04_

Нормирующие величины     R0= ρ, ω0 = ωр (или ωср.)

Задание

Получить и исследовать входные и передаточные операторные функции. Рассчитать частотные характеристики (ЧХ) по выражениям АЧХ и ФЧХ, на основе карты нулей и полюсов и с использованием автоматизированных методов анализа цепей.

1.     Содержание расчетной части пояснительной записки:

1.1.  Исследование нагрузки:

-предполагаемый на основе схемы характер АЧХ и ФЧХ входной и передаточной функций;

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

-нормировка операторных функций

-предполагаемый характер частотных характеристик (ЧХ) на основе карты нулей и полюсов и вычисление значений ЧХ на ωн =        1.5      ;

-расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений

-определение полосы пропускания цепи

1.2.  Исследование транзистора с обобщенной нагрузкой:

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

-нормировка операторных функций.

1.3.  Исследование транзистора с избирательной нагрузкой:

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

-получение нормированных выражений входной и передаточной функций и их проверка всеми способами;

-предполагаемый характер ЧХ на основе карты нулей и полюсов и вычисление значений ЧХ на ωн =_1.5_;

-получение выражений АЧХ и ФЧХ обеих функций на основе нормированных выражений и расчет по ним значений ЧХ на ωн=_1.5

-оценка устойчивости и фазоминимальности цепи по карте нулей и полюсов;

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

-представление входного сопротивления полной цепи последовательной и параллельной моделями на одной из частот заданного диапазона (ω¹0 и ω¹ωр).

Перечень графического материала:

схемы нагрузки, транзистора с обобщенной нагрузкой, полной цепи

эквивалентные модели на крайних частотах

карты нулей и полюсов

частотные характеристики.

Введение

Цель курсовой работы – овладеть способами нахождения частотных характеристик цепи.

Одновременно 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 как одним из базовых методов автоматизированного машинного анализа электрических цепей в частотной области в стационарном режиме.

Для упрощения математических расчетов в данной работе была использована программа MathCad.

Оглавление

Введение.......................................................................................................... 7

1 Исходные данные......................................................................................... 8

1.1 Параметры биполярного транзистора...................................................... 8

1.2 Схема нагрузки...................................................................................... 10

1.3 Структурная схема исследуемой цепи................................................... 11

2 Исследование нагрузки............................................................................... 12

2.1  Предполагаемый на основе схемы характер АЧХ и ФЧХ входной и передаточной функций....................................................................................................... 12

2.1.1 Входная функция.............................................................................. 12

2.1.2 Передаточная функция..................................................................... 15

2.2 Вывод и проверка операторных выражений схемных функций............ 16

2.2.1 Входная функция.............................................................................. 16

2.2.2 Передаточная функция..................................................................... 17

2.3 Нормировка операторных функций....................................................... 18

2.4 Предполагаемый вид частотных характеристик на основе карты нулей и полюсов и вычисление значений ЧХ............................................................................ 19

2.4.1 Входная функция.............................................................................. 19

2.4.2 Передаточная функция..................................................................... 24

2.5 Расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений.................. 28

2.6 Определение полосы пропускания цепи................................................ 29

3 Исследование схемы транзистора с ОБОБЩЁННОЙ нагрузкой................ 31

3.1 Вывод операторных выражений входной и передаточной функций..... 31

3.1.1 Входная функция.............................................................................. 33

3.1.2 Передаточная функция..................................................................... 33

3.2 Нормировка операторных функций....................................................... 34

4 Исследование транзистора с избирательной нагрузкой............................. 35

4.1 Предполагаемый характер ЧХ полной модели...................................... 35

4.2 Получение выражений входной и передаточной функций и их проверка всеми возможными способами.............................................................................. 36

4.2.1 Входная функция................................................................................ 36

4.2.2 Передаточная функция....................................................................... 37

4.3 Предполагаемый характер ЧХ на основе на основе карты нулей и полюсов    37

4.3.1 Входная функция................................................................................ 37

4.3.2 Передаточная функция....................................................................... 40

4.4 Получение нормированных выражений функций................................. 42

4.4.1 Входная функция.............................................................................. 42

4.4.2 Передаточная функция..................................................................... 42

4.5 Автоматизированный расчет цепи......................................................... 43

4.6 Представление входного сопротивления полной цепи последовательной и параллельной моделями.............................................................................. 45

Заключение.................................................................................................... 46

Список использованных источников............................................................. 47

1. Мельникова И.В. Основы теории цепей. Схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей: Методические указания по выполнению курсовой работы. - Томск: ФДО, ТУСУР, 2017. - 81 с.

2. Мельникова И.В., Тельпуховская Л.И. Основы теории цепей. Часть 2: Схемные функции цепей. Резонансные цепи. Четырехполюсники и LC-фильтры. Длинные линии: Учебное пособие/ Под общей ред. Мельниковой И.В. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001. - 186 с.

3. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи: Учебник для студентов электротехнических, энергети-ческих и приборостроительных специальностей вузов  / Л. А. Бессонов. – 7-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1978. – 528 с.

4. Атабеков Г.И. Основы теории цепей М., «Энергия», 1969.

5. Дьяконов В. Д. Mathcad2000: Учебный курс - СПб: Питер, 2000