отчет электротехника
.docxКАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. А.Н.ТУПОЛЕВА
Кафедра радиоэлектроники и информационно-измерительной техники
РАСЧЕТ ЧАСТОТНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ
КУРСОВАЯ РАБОТА
(РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА)
по курсу Электротехника и электроника
Руководитель: доцент Погодин Д.В.
должность, Ф. И. О.
_____________________________
подпись, дата
Студент: 4201, Сиразитдинов И.Д.
группа, Ф. И. О.,
_____________________________
подпись, дата
КАЗАНЬ 2012
Задание 1. Расчет частотных характеристик электрической цепи.
1.Для электрической цепи рассчитать:
а) комплексную функцию входного сопротивления , его амплитудно-частотную характеристику и фазово-частотную характеристику ;
б) комплексную функцию коэффициента передачи напряжения , его АЧХ и ФЧХ ;
2. Построить графики при заданных элементах схемы в абсолютном и логарифмическом масштабе по оси частот.
3. Построить годографы
4. Определить характерные частоты.
5. Качественно объяснить ход построенных зависимостей.
Рис.1. Схема заданной цепи.
Решение:
1.а) Рассчитаем комплексную функцию входного сопротивления. Используя определение и законы Ома и Кирхгофа получим его выражение:
Реальные и мнимые части отделены.
Найдем выражения для АЧХ и ФЧХ ;
б) Найдем комплексную функцию коэффициента передачи по напряжению. Используя, определение получим его выражение.
Найдем выражения для АЧХ и ФЧХ ;
АЧХ:
ФЧХ:
3. Графики
4. Годографы
5. Характерные частоты.
В качестве одной из характерных частот рассчитаем граничную частоту .
Задание 2.
-
1) Составим дифференциальное уравнение относительно i и приведем его к стандартному виду.
Запишем 2 закон Кирхгофа:
2) Запишем общее решение:
Для одноконтурной цепи оно равно:
, где - переходная характеристика.
3) Найдем из схемы замещения при Имеем разрыв цепи.
4) Найдем корень характеристического уравнения:
5) Найдем из схемы замещения при . Учитывая нулевые начальные условия и закон коммутации для емкости получим:
Запишем общее решение:
Учитывая, что
-
График переходной характеристики.
-
Определим постоянную времени τ и время установления.
-
Качественное описание характеристики.
-
Пусть входной сигнал – одиночный прямоугольный импульс амплитудой E и длительностью . Такой импульс представляет собой совокупность 2 ступенчатых сигналов и записывается так .
Зная отклик на ступенчатый сигнал, и используя принцип суперпозиции, можно записать аналитическое выражение для выходного сигнала:
3. Моделирование заданной цепи с помощью программы Electronics Workbench(EWB).
1) Схемы измерений:
-
,
-
Графики характеристик.
-
,
-
Графики, полученные в результате моделирования, полностью соответствуют графикам теоретических расчетов.