Курсовая работа по предмету "Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника"

Узнать цену курсовой по вашей теме


Анализ избирательных цепей в частотной и временной областях



20

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Кафедра основ радиотехники

Курсовая работа по дисциплине

"ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"

на тему

“АНАЛИЗ ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ В ЧАСТОТНОЙ И ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТЯХ”

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Выполнил:

студент группы

Консультант

ХАРЬКОВ 2009

Реферат

Курсовая работа: 19 с., 12 рис., 10 табл., 5 источников.

Объект исследования - пассивная линейная цепь второго порядка.

Цель работы - определить отклик пассивной линейной цепи, к входу которой приложен входной сигнал.

Метод исследования - отклик цепи следует определить спектральным и временным методами.

Расчет отклика в пассивной цепи находится двумя способами. Для расчета отклика спектральным способом входной сигнала разлаживается на гармоники, строятся АЧС и ФЧС и, рассчитав комплексный коэффициент передачи, находится выходные спектры, из которых синтезируется выходной сигнал. Для расчета отклика временным методом рассчитываются временные характеристики на периодическую последовательность прямоугольных импульсов.

ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ, ОТКЛИК, АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, АЧС, ФЧС, ФИЛЬТР, АЧХ, ФЧХ, ПЕРЕХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ИМПУЛЬСНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Содержание

Введение
  • 1. Расчёт спектра входного сигнала.
  • 2. Расчет частотных характеристик
  • 2.1 Расчет амплитудно-частотной характеристики цепи
  • 2.2 Расчет фазо-частотной характеристики цепи
  • 3. Расчет спектра отклика
  • 4. Расчет временных характеристик
  • 5. Расчет отклика с помощью переходной характеристики
  • Выводы
  • Список литературы

Задание к курсовому проекту

Параметры обобщенной схемы представлены в таблице 1 (R - указано в омах, L - в микрогенри, C - в нанофарадах, T - в миллисекундах, - микросекундах).

Таблица 1 - Параметры обобщенной схемы

Воздействие

Отклик

R

L

C

R

L

C

R

L

C

R

L

C

R

L

C

140

0

?

0

150

?

60

0

?

0

0

?

0

0

0

Изобразим в соответствии с обобщенной схемой схему исследуемого варианта.

Рисунок 1 - Анализируемая схема

Введение

Дисциплина "Основы радиоэлектроники" принадлежит к фундаментальным дисциплинам в образовании специалистов, которые проектируют электронную аппаратуру. Курсовая работа по этой дисциплине - один из этапов самостоятельной работы, который позволяет определить и исследовать частотные и временные характеристики избирательных цепей, установить связь между предельными значениями этих характеристик, а также закрепить знания по спектральному и временному методам расчета отклика цепи.

1. Расчёт спектра входного сигнала.

Используя таблицу 1, представим параметры входного сигнала U1 (t) табл.1.1

Таблица 1.1 - Параметры воздействия

A

5

19

10

0.19

Значение А - в вольтах, т.к входной сигнал - напряжение. Изобразим соответственно с обобщенной часовой диаграммой и данных табл.1.1 график U1 (t).

Рисунок 1.1 - Временная диаграмма входного сигнала

Определим амплитуды гармоник входного сигнала. Для прямоугольного импульса формула будет иметь вид:

, где - скважность.

Спектр фаз входного сигнала:, где - время задержки.

Полученные амплитуды и фазы гармоник занесем в табл.1.2 и построим спектральные диаграммы входного сигнала (рис.1.2).

Таблица 1.2 - Расчет спектра входного сигнала

/ n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.5

0.98

0.94

0.86

0.76

0.64

0.51

0.37

0.234

0.11

0

-

-0.33

-0.66

-0.99

-1.32

-1.65

-1.98

-2.32

-2.65

-2.98

-

/ n

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

0.09

0.16

0.2

0.22

0.21

0.19

0.15

0.1

0.052

0

-6.78

-7.11

-7.44

-7.77

-8.1

-8.43

-8.76

-9.09

-9.425

-

а)

б)

Рисунок 1.2 - Спектральная диаграмма входного сигнала

2. Расчет частотных характеристик

Рассчитаем комплексную передаточную функцию схемы (рис.1):

.

Для определения предположим, что напряжение известен и по закону Ома в комплексной форме определим :

Рассчитаем полиномиальные коэффициенты:

2.1 Расчет амплитудно-частотной характеристики цепи

.

АЧХ рассчитываем на частотах , кратных частоте прохождения периодического несинусоидального входного сигнала , отклик для которого нужно определить.

Результаты расчета АЧХ заносим в табл.2.1 и табл.2.2:

Таблица 2.1 - Результаты расчетов АЧХ

/ n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

7.14

7.12

7.05

6.94

6.8

6.66

6.51

6.36

6.23

6.1

6

/ n

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

5.9

5.8

5.72

5.65

5.59

5.54

5.49

5.45

5.41

5.38

По данным расчетов строим график АЧХ (рис.2.1а).

2.2 Расчет фазо-частотной характеристики цепи

,

где - аргумент числителя ; - аргумент знаменателя

Расчет ФЧХ выполняется для тех же частот, что и АЧХ. Результаты расчета АЧХ заносим в табл.2.3 и табл.2.4:

Таблица 2.3 - Результаты расчета ФЧХ

/ n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

-0.04

-0.07

-0.1

-0.12

-0.14

-0.16

-0.17

-0.173

-0.176

-0.177

/ n

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

-0.18

-0.175

-0.172

-0.17

-0.165

-0.16

-0.156

-0.15

-0.148

-0.143

По данным расчетов строим график АЧХ (рис.2.1б).

а)

б)

Рисунок 2.1 - Частотные характеристики

3. Расчет спектра отклика

Поскольку амплитуды гармонических, составляющих отклика определяется как , а начальные фазы , результаты расчетов представим в табл.3.1, в которую сведем ранее рассчитанные значения для одинаковых частот.

Таблица 3.1 - Расчет спектра отклика

/ n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.5

0.98

0.94

0.86

0.76

0.64

0.51

0.37

0.234

0.11

0

7.14

7.12

7.05

6.94

6.8

6.66

6.51

6.36

6.23

6.1

6

3.57

7

6.6

6

5.1

4.24

3.3

2.34

1.46

0.67

0

-

-0.33

-0.66

-0.99

-1.32

-1.65

-1.98

-2.32

-2.65

-2.98

-

0

-0.04

-0.07

-0.1

-0.12

-0.14

-0.16

-0.17

-0.173

-0.176

-0.177

-

-0.37

-0.73

-1.09

-1.45

-1.8

-2.14

-2.48

-2.82

-3.15

-

/ n

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

0.09

0.16

0.2

0.22

0.21

0.19

0.15

0.1

0.052

0

5.9

5.8

5.72

5.65

5.59

5.54

5.49

5.45

5.41

5.38

0.53

0.9

1.13

1.22

1.19

1.05

0.83

0.57

0.28

0

-6.78

-7.11

-7.44

-7.77

-8.1

-8.43

-8.76

-9.09

-9.425

-

-0.18

-0.175

-0.172

-0.17

-0.165

-0.16

-0.156

-0.15

-0.148

-0.143

-6.96

-7.29

-7.61

-7.94

-8.27

-8.59

-8.92

-9.25

-9.57

-

По данным расчетам изобразим спектральные диаграммы амплитуд и фаз отклика (рис.3.1).

а)

б)

Рисунок 3.1 - Спектральная диаграмма выходного сигнала

Временная функция отклика в виде n гармоник имеет вид:

Для мгновенных значений тока для представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Расчет отклика

t, мкс

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

I1, мА

10.14

22.896

33.061

36.345

34.277

32.42

34.436

38.169

37.889

30.293

17.963

6.958

1.415

0.734

1.503

1.294

По результатам расчетов построим график отклика, найденный спектральным методом для n гармоник (n=20) (рис.3.2).

Рисунок 3.2 - Временная диаграмма отклика

4. Расчет временных характеристик

Перепишем полином знаменателя , в котором заменим , приравняв его к нулю; получим характеристическое уравнение:

,

решим его для ранее найденных полиноминальных коэффициентов:

;

.

Свободная составляющая переходной характеристики:

,

где - постоянная интегрирования.

Принужденная составляющая тока соответствует постоянному току в цепи с условием, что индуктивность эквивалентна короткому замыканию, емкость разрыву, а .

.

Переходная характеристика:

.

Для нахождения постоянной интегрирования , определим по схеме (см. рис.1.1). Запишем уравнения по законам Кирхгофа для :

Т. к. временные характеристики определяются при нулевых начальных условиях , , из первого уравнения системы можно записать:

Исходя из этого, второе уравнение системы примет вид:

.

Значение напряжения найдено при условии, что , т.е. это значение отвечает начальным значениям переходной характеристики:

.

Найдем

, ,

.

Тогда переходная характеристика примет вид:

.

,

Импульсную характеристику найдем из переходной как:

,

,

По полученным выражениям рассчитаем временные характеристики.

Таблица 4.1 Таблица 4.2

Расчет переходной характеристики Расчет импульсной характеристики

,

х10-3,

,

х10-3,

,

,

,

,

0

5

10

7.013

0

10

36.486

1

5.523

11

7.044

1

453.47

11

27.576

2

5.919

12

7.068

2

342.725

12

20.841

3

6.218

13

7.087

3

259.026

13

15.751

4

6.444

14

7.1

4

195.768

14

11.905

5

6.614

15

7.111

5

147.958

15

8.997

6

6.743

16

7.119

6

111.824

16

6.8

7

6.841

17

7.125

7

84.515

17

5.139

8

6.915

18

7.129

8

63.875

18

3.884

9

6.97

19

7.132

9

48.276

19

2.936

По полученным данным строим графики временных характеристик (рис.4.1).

а)

б)

Рисунок 4.1 - Временные характеристики

5. Расчет отклика с помощью переходной характеристики

Поскольку за время, равное периоду T воздействия, временные характеристики практически достигают значения принужденной составляющей, отклик на периодическое воздействие можно найти как повторяющийся отклик на воздействие в виде одиночного прямоугольного импульса:

Таблица 5.1 - Расчет отклика цепи временным методом

,

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

,

25

29.6

32.2

33.7

34.6

35.1

35.3

35.5

35.6

35.65

8.1

4.6

График отклика представлен на рис.5.1.

Рисунок 5.1 - Временная диаграмма отклика

Выводы

В ходе работы над курсовым проектом анализировалась схема цепи второго порядка в частотной и временной областях.

В результате выполнения работы усвоили спектральный и временной методы анализа цепей. Также было установлено влияние изменения элементов схемы на частотные и временные характеристики цепи. Связь между временными и частотными характеристиками установлена.

Были построены амплитудно-частотный и фазо-частотный спектры периодического прямоугольного входного сигнала.

Временные диаграммы отклика, найденные временным и частотным методами в значительной мере совпадают. Это свидетельствует о правильности расчетов.

Список литературы

1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов. M.: Высш. шк., 1985. -490 с.

2.3ернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. - М.: Энергия, 1972. - 715с.

З. Афанасьев В.П. и др. Теория линейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1973. - 592 с.

4. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1986. - 544 с.

5. Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни „Основи радіоелектроніки”. - Харків: ХНУРЕ, 2003.




Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данную курсовую работу Вы можете использовать для написания своего курсового проекта.

Доработать Узнать цену работы по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме:

Пишем курсовую работу самостоятельно:
! Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ.
! Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу.
! Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться.
! План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы.
! Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части?
! Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать.
! Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа.
! Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема.
! Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом.
! Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия.
Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта.
Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты.
Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести.
Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя.
Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика.

Другие популярные курсовые работы:

Сейчас смотрят :

Курсовая работа Сенсорное воспитание дошкольников
Курсовая работа Проектирование автоматизированной информационной системы по учету обеспеченности материалами процесса производства ПКФ "Анкей"
Курсовая работа Россия в системе мирового хозяйства
Курсовая работа Технология приготовления блюд общепита
Курсовая работа Анализ себестоимости продукции молочного скотоводства в ООО "Виктория"
Курсовая работа Проектирование автотранспортного предприятия по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей типа "УАЗ 2206"
Курсовая работа Лестница как архитектурная конструкция
Курсовая работа Проблемы защиты информации в компьютерных сетях
Курсовая работа Пути совершенствования оборачиваемости оборотных средств предприятия
Курсовая работа Понятие структуры предприятия, его характеристика
Курсовая работа Экономический рост и его факторы
Курсовая работа Современные теории международной торговли
Курсовая работа Жизненные циклы организации
Курсовая работа Проект создания сервисного центра по обслуживанию и ремонту автомобилей "Авто-Тема"
Курсовая работа Лица с ограниченными возможностями пожилого возраста и их медико-социальная реабилитация