Курсовая: Анализ прохождения периодического сигнала через LC-фильтр с потерями - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Анализ прохождения периодического сигнала через LC-фильтр с потерями

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 609 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство образования Российской Федерации Тульский государственный университет Кафедра Радиоэлектроники АНАЛИЗ ПРОХОЖДЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГОСИГНАЛА ЧЕРЕЗ LC -ФИЛЬТР С ПОТЕРЯМИ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе по основам теории цепей Тула 2004 Аннотация В данной курсовой работе с помощью интегрированной среды Mathcad выполнен расчёт: А-параметров фильтра как четырёхполюсника, номинальных величин элементов схемы, коэффициента передачи четырёхполюсника по напряжению, входного и выходного сопроти в лений фильтра, входного и выходного напряжений П-образного реактивного фильтра высоких частот после подключения его к ЭДС в виде последовательных импульсов. Курсовая работа состоит из текстовой и графической частей. Графическая часть работы содержит графики АЧХ коэффициента передачи, АЧХ входного и выходного сопротивлений, форму входного и выходного напряжений, выполненных на формате А1. Содержание: 1. Введение 2. Анализ заданной ЭДС 2.1. Разложение функции в ряд Фурье 2.2 Поиск ширины спектра ЭДС 3. Расчет номинальных величин элементов 4. Расчет А-параметров схемы ФВЧ 5 . Коэффициент передачи 6. Граничные частоты 7. Входное и выходное сопротивления фильтра 8. Расчет формы входного и выходного напряжений 9. Изменение параметров схемы 10. Заключение 11. Список литературы 1.Введение Произошедшая научно-техническая революция затронула все виды деятельности человека даже такие как медицина, наука, сельское хозяйство, а также промышленность. С появлением компьютеров появилась необходимость кадровой переподготовки. Специалисты во всех областях знаний стали осваивать работу на персональном компьютере. Работа на ЭВМ имеет много преимуществ. Самое основное и главное преимущество-быстродействие и точность. Человеку больше не требовалось прои зводить различные вычисления в ручную. Ему нужно было только запрограммировать компьютер, а тот за минимальное время все рассчитает. Это позволяло при минимальных затратах времени экономить множество труда и здоровья. При появлении персональных ЭВМ процесс использования нове й ших знаний и технологий намного улучшился. С помощью специальных программ инженеры могли теоретически (без практических исследований и опытов) проанализировать и рассчитать все интересующие их процессы и явления, происходящие в различных сферах нашей деятельности. Компьютеризация коснулась и инженерную сферу деятельности. На заводах и предприятиях стали вводить автоматические системы, которые стали выполнять работу человека без его непосредственного участия. Это нововведение сэкономило много времени и сил. Но, чтобы эти системы нормально функционировали, нужно было их правильно запрограммировать и задавать им точные данные. Вот почему инженеры изучают различные компьютерные программы, такие как Auto с ad , Math с ad , Exel , Electronic WorkBench , КОМПАС и многие другие. 2. Анализ заданной ЭДС. Задача анализа ЭДС включает в себя следующие пункты: 1) Разложение гармонической функции в ряд Фурье 2) Поиск ширины спектра ЭДС 1.1) Любую функцию , удовлетворяющую условиям Дирихле, можно представить в виде ряда Фурье: , (1) где (2) - среднее значение функции за период или постоянная составляющая, называемая иногда нулевой гармоникой спектра. (3а) и (3б) - амплитуды косинусоидальных и синусоидальных составляющих ряда соответственно. - амплитуда k -ой гармоники спектра. (4) - начальная фаза k -ой гармоники. (5) - периодическая функция , удовлетворяющая условиям Дирихле. - угловая частота (рад/с). (6) F – циклическая (Гц) частота первой гармоники спектра или основная частота. Т – период повторения функции . - любой произвольно выбранный момент времени условно принятый за нулевой. Непосредственный анализ эдс по рис.3-10 показывает, что она имеет три участка: 1)Прямая, равная E , лежащая в отрезке времени от 0 до ;2) Прямая, равная – E 1, лежащая в отрезке времени от до ; 3) Прямая, равная Е, лежащая в отрезке времени от до Т . Поэтому уравнение эдс может быть записано в виде , где (7) Для данной эдс (7) по формулам (2),(3а),(3б) имеем интегральные выражения: , (8) , (9) (10) - где Возьмём интегралы используя интегрированную среду Mathcad (далее просто Mathcad ). После подстановки пределов интегрирования и алгебраических преобразований получаем выражения , , , -6.2832 Подставив конкретные значения в формулы (1),(4) получим: Так как функция чётная получим Рис.1 График e ( t ) 1.2) Теоретически спектр периодической функции бесконечен. Однако на практике под шириной спектра понимают диапазон частот , в пределах которого суммарная мощность гармоник составляет 90% или более от полной средней мощности сигнала за период. Среднюю за период мощность сигнала можно найти по формуле: , (11) - где - напряжение или ток. При использовании ряда Фурье среднюю за период мощность сигнала, переносимою постоянной составляющей и первыми n гармониками, можно найти по формуле (12) по заданному отношению с помощью формул (11) и (12) можно найти номер максимальной гармоники и рассчитать ширину спектра как или . С помощью Mathcad рассчитаем по формуле (11) полную мощность эдс: Вычисляя последовательно по формуле (10) амплитуды гармоник и вклад каждой из них в общую мощность, можно найти ширину спектра сигнала. Номер гармоники Амплитуда гармоники Мощность гармоники Суммарная мощность 0 0.7600 E 0.5776 0.5776 0.4272 1 0.8233 E 0.3389 0.9165 0.6779 2 0.6661 E 0.2218 1.1384 0.8420 3 0.4442 E 0.0986 1.2371 0.9150 Таким образом, постоянная составляющая и первая гармоника переносят более 90% полной мощности сигнала. Поэтому n =1 и ширину спектра сигнала нужно принять равной nF =1*1, 0 =1 кГц. 3. Расчет номинальных величин элементов В задании дана схема П-образного ФВЧ. У данного фильтра в крайних вертикальных ветвях включены индуктивности L 2, а в горизонтальной ветви ёмкость С 1 . Поэтому ёмкость конденсатора Ск1 равна С1, а индуктивности катушек L к2 =2 L 2. Теперь по данным табл. 4.1 необходимо рассчитать частоту среза и по формулам , значение индуктивности и ёмкостей для . После подстановки и расчётов с помощью Mathcad получаем , . Далее выбираем величину ёмкости из стандартного ряда номинальных величин . Отсюда имеем значения реальных(конструктивных) элементов , . Теперь следует уточнить частоту среза: , и характеристическое сопротивление . На частоте среза паразитные сопротивления потерь составляют: в последовательной схеме замещения конденсатора и у катушки индуктивности. Схема замещения примет следующий вид: Рис.2 Схема замещения 4. Расчет А-параметров схемы ФВЧ. Используя литературу[1], найдем уравнения А-параметров для симметричного П-образного четырехполюсника. , , , , - где , После подстановки числовых значений известных величин и расчётов в Mathcad получаем окончательные выражения А-параметров в алгебраической форме: Вычисляем значения А-параметров на частотах среза: 1) : 2) : 5. Коэффициент передачи Зависимость коэффициента передача К от частоты имеет вид: , где Номинальная величина коэффициента передачи ФВЧ при равна 1. Таким образом нормированное значение К совпадает с абсолютным. Построим АЧХ коэффициента передачи на интервале Рис.3 АЧХ коэффициента передачи Таблица АЧХ коэффициента передачи К: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 | K | 0.04789 0 . 1712 0. 4064 0. 7925 1.255 1.491 1.476 1.396 1.317 1.256 1.210 Построим ФЧХ коэффициента передачи на интервале Рис.4 ФЧХ коэффициента передачи Таблица ФХЧ коэффициента передачи К: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 2.970 2.814 2.597 2.269 1.799 1.313 0.9651 0.7527 0.6112 0.5153 0.4464 6. Граничные частоты. Для нахождения граничных частот на заданном уровне затухания (3 и 40 дБ) воспользуемся формулой: ; Решая данное уравнение с помощью Mathcad и подставляя значения В 1 = 3 дБ и В 2 = 40 дБ методом получим: 7. Входное и выходное сопротивления фильтра Входное сопротивление четырехполюсника есть отношение входного напряжения к входному току, или Следовательно, АЧХ входного сопротивления имеет вид: Рис.5 АЧХ входного сопротивления. Таблица АЧХ входного сопротивления: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 1434 3015 6278 12130 5546 3937 3815 4057 4399 4752 5091 ФЧХ входного сопротивления имеет вид: Рис.6 ФЧХ входного сопротивления 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 1.560 1.547 1.431 0.4552 0.0753 0.1499 0.3632 0.4831 0.5476 0.5780 0.5891 Таблица ФЧХ входного сопротивления: Вследствие того, что данный в условии четырехполюсник (ФВЧ) симметричный функция выходного сопротивления будет следующей: - где . Следовательно АЧХ выходного сопротивления имеет вид: Рис.7 АЧХ выходного сопротивления. Таблица АЧХ выходного сопротивления: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 1431 2930 5305 10450 33780 29980 12650 8330 6279 5100 4328 ФЧХ выходного сопротивления будет иметь следующею зависимость от частоты: Рис.8 ФЧХ выходного сопротивления. Таблица ФЧХ выходного сопротивления: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 1.559 1.553 1.553 1.471 1.119 -1.029 -1.285 -1.335 -1.351 -1.355 -1.352 8.Расчет формы входного и выходного напряжений. Для расчета входного напряжения надо найти его спектр на входном сопротивлении схемы : - спектр входной эдс (первые 3 гармоники) Рис.8Спеткр входной ЭДС. , где . Выполнив расчёты в Mathcad получим спектр выходного напряжения: - где Построим график формы входного напряжения: Рис.9 Форма входного Напряжения Для поиска формы напряжения на выходе схемы нужно найти его спектр на сопротивлении нагрузки. А чтобы получить этот спектр, надо найти коэффициент передачи схемы от точек подключения идеальной ЭДС до точек присоединения нагрузки Z н : Для получения надо найти параметры сложного четырехполюсника, образованного каскадным соединением R г и ФВЧ. Находим коэффициент передачи : - где Таким образом, зная спектр входной ЭДС ( f ( t )) и представляя коэффициент передачи K E в комплексной форме, можно найти спектр напряжения на выходе: Рис.10 Форма выходного напряжения 9. Изменение параметров схемы В данном варианте требуется рассмотреть изменение характеристик схемы при изменении величины сопротивления нагрузки. Согласно примечанию к таблице приложения 1величины элементов фильтра и его характеристическое сопротивление останутся прежними. Из выше приведенных формул следует, что изменятся коэффициент передачи, входное напряжение, формы входного и выходного напряжений, поэтому эти характеристики следует рассчитать повторно. 9.1. Коэффициент передачи Зависимость коэффициента передача К от частоты имеет вид: , где Номинальная величина коэффициента передачи ФВЧ при равна 1. Таким образом нормированное значение К совпадает с абсолютным. Построим АЧХ коэффициента передачи на интервале Рис.11 АЧХ коэффициента передачи Таблица АЧХ коэффициента передачи К: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 |K| 0.0436 0.1284 0.2317 0.3349 0.4302 0.5129 0.5830 0.6398 0.6888 0.7296 0.7636 Построим ФЧХ коэффициента передачи на интервале Рис.12 ФЧХ коэффициента передачи Таблица ФЧХ коэффициента передачи К: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 2.683 2.357 2.077 1.843 1.645 1.480 1.341 1.226 1.125 1.038 0.9619 9.2. Граничные частоты. Для нахождения граничных частот на заданном уровне пропускания (3 и 40 дБ) воспользуемся формулой: ; Решая данное уравнение с помощью Mathcad и подставляя значения В 1 = 3 дБ и В 2 = 40 дБ методом получим: 9.3. Входное сопротивление фильтра Входное сопротивление четырехполюсника есть отношение входного напряжения к входному току, или Следовательно, АЧХ входного сопротивления имеет вид: Таблица АЧХ входного сопротивления: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 |Z вх | 1434 2975 5555 10610 14620 10780 7925 6447 5548 4974 4581 ФЧХ входного сопротивления имеет вид: Таблица ФЧХ входного сопротивления: 3770 6851 9933 13000 16100 19200 22300 25300 28400 31500 34600 Arg(|Z вх |) 1.559 1.541 1.452 1.127 0.333 0.2221 0.4038 0.4583 0.4699 0.4630 0.4482 9.4.Расчет формы входного и выходного напряжений. Для расчета входного напряжения надо найти его спектр на входном сопротивлении схемы : - спектр входной эдс (первые 2 гармоники) , где . Выполнив расчёты в Mathcad получим спектр выходного напряжения: - где Для поиска формы напряжения на выходе схемы нужно найти его спектр на сопротивлении нагрузки. А чтобы получить этот спектр, надо найти коэффициент передачи схемы от точек подключения идеальной ЭДС до точек присоединения нагрузки Z н : Для получения надо найти параметры сложного четырехполюсника, образованного каскадным соединением R г и ФВЧ. Находим коэффициент передачи : - где Таким образом, зная спектр входной ЭДС ( f ( t )) и представляя коэффициент передачи K E в комплексной форме, можно найти спектр напряжения на выходе: Заключение. Таким образом в данной курсовой работе с помощью интегрированной среды Mathcad был выполнен расчёт: А-параметров фильтра как четырёхполюсника, номинальных величин элементов схемы, коэффициента передачи четырёхполюсника по напряжению, входного и выходного сопроти в лений фильтра, входного и выходного напряжений П-образного фильтра высоких частот после подключения его к ЭДС в виде последовательных импульсов. Из расчётов и графиков видно что при : 1. АЧХ коэффициента передачи в интервале возрастает от 0 до 0.711, далее с ростом частоты АЧХ принимает значение . АЧХ коэффициента передачи показывает, что в реальных условиях работы фильтра при постоянном сопротивлении нагрузки наблюдается подавление сигналов и в полосе пропускания , а их подавление в полосе задерживания меньше, чем было бы при согласованной нагрузке( ). 2. АЧХ входного сопротивления в интервале возрастает от 1528 Ом до 14680 Ом, далее с ростом частоты АЧХ входного сопротивления уменьшается до 4680 Ом. 3. АЧХ выходного сопротивления в интервале возрастает от 0,0014 Ом до 68900 Ом, далее с ростом частоты АЧХ выходного сопротивления уменьшается до 460 Ом. 4. Форма входного и выходного сигнала различаются. Различие имеет место из-за затухания гармоник которые имеют частоты совпадающие с полосой задерживания. При изменении сопротивления нагрузки : 1. Форма АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи не изменяются, только лишь изменяются их численные значения. 2. С формой и численными значениями АЧХ входного сопротивления повторяется та же ситуация, как и с АЧХ коэффициента передачи. 11. Список литературы. 1 Основы теории цепей: Учебник для вузов
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Рабинович, как ваш Windows95?
- Hе дождетесь...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Анализ прохождения периодического сигнала через LC-фильтр с потерями", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru