Курсовая: Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе - 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

Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 378 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

10 МО УКРАИНЫ Севастопольский государственный технический университет Кафедра РЭ КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Основы автоматизации проектирования радиоэлектронной аппаратуры» Тема рабо ты : Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе. Номер зачётной книжки : 971959 Выполнил : ст . гр . Р -3 2 д Бут Р. Проверил : Иськив В. СЕВАСТОПОЛЬ 2000 Задание : рассчитать АЧХ и ФЧХ заданного фильтра по уравнениям математической модели и сравнить данные расчетов с результатами применения стандартного пакета автоматизированного проектирования. Ис ходные данные : f 0=11.5 кГц. f 1=6.2 кГц. f 2=9 кГц. f 3=9.2 кГц. f 4=10.5 кГц . Содержание Стр. 1. Выбор схемной реализации фильтра , разработка его эквивалентной схемы . ……………………………… 4 2. Формирование уравнений математической модели фильтра . ……………………………………………… ..5 3. Разработка блок - схемы алгоритма и программы формирования матрицы главных сечений (МГС ). … ...9 4. Расчет коэффициентов уравнения выхода . ………………………………………………………………… .11 5. Формиров ание системы линейных уравнений для расчета частотных характеристик , разработка алгоритма программы . ………..……………………………………………………………………………… .12 6. Расчет частотных характеристик с использованием пакета « Electronics Workbench Pro» . ……………… 16 7. Заключение . …………………………………………………………………………………………………… .18 8. Список литературы . ………………………………………………………………………………………… ...19 1 . Выбор схемной реа лизации фильтра , разработка его эквивалентной схемы. При выборе схемной реализации фильтра необходимо произвести оценку его добротности . Оценку добротности производится по отношению резонансной частоты к удвоенному значению частотного интервала по уровню 0,707 Следовательно Добротность Q =3.14<2 - данный фильтр будет среднедобротным . Схема такого фильтра будет выглядеть следующим образом Рис .1. Схема полосового фильтра со средней добротностью. Для построения эквивалентной схемы фильтра , необходимо заменить операционный усилитель его схемой замещения , которая представлена на рис .2. Рис .2. Схема замещения операционного усилителя. где , R 1= R 2=500 кОм , R вых =100 Ом , Е =1 В. В результате замены опера ционного усилителя его схемой замещения , эквивалентная схема фильтра будет выглядеть как показано на рис . 3. Рисунок .3. Эквивалентная схема фильтра. Рассчитаем элементы фильтр а : Пусть С 3=16 нФ , С 4=64 нФ , тогда остальные элементы схемы : E 1= 7.5 мВ ; E 2= 7.125 мВ ; R 5= 8.5 кОм ; R 6= 40 кОм ; R 7= 12 кОм ; R 8= 4 кОм ; R 9= 1.3 кОм ; R 10= 2.8 кОм ; R 11= 700 Ом ; I12= 5 мА ; I 13= 0.5 мА. 2. Формирование уравнений математической мод ели фильтра. Более универсальным в задачах исследования , разработок является метод переменных состояния , отличительной особенностью и достоинством которого является возможность получения ММ в так называемой форме Коши (уравнения относительно производных ) , что позволяет использовать базовые программы математического обеспечения ЭВМ . Метод переменных состояний является базовым методом в САПР устройств , систем , сетей радиосвязи. Суть метода состоит в том , что анализируемая RLC - цепь может представлен а в виде : пассивной линейной R -цепи из которой выносятся реактивные элементы и независимые источники входных воздействий . Далее реактивные элементы и независимые источники представляются , как вектор состояния X ( t ) и вектор воздействия X ни ( t ) анализируемой цепи . Тогда полная система уравнений математической модели анализируемой цепи будет иметь вид : I рез (t)= В 1X(t)+B2X ни (t) (I), dX(t)/dt=P1(t)+P2X ни (t) (2), X вых (t)=Dl X(t)+ D2X ни (t) (3), где (1) - уравнение токов резистивных э лементов , Bl, B2 -матричные коэффициенты , значение которых определяется топологией и сопротивлениями резистивных элементов R-цепи. (2) - уравнение состояния , Р 1,Р 2-матричные коэффициенты , значения которых зависит от топологии цепи и параметров ее элементо в ; (3) - уравнение выхода в котором скаляр Хвы x.(t) обозначает напряжение U вых . либо ток Iвых . для выделенного при анализе выхода схемы , а коэффициенты D1,D2 определяются данными схемы. Алгоритм решения системы (1) - (3) основан на следующей последовательн ости действий : · первоначально решаются уравнения (2) (при этом порядок уравнения , то есть число уравнений , объединенных в матричное выражение (2), определяется числом элементов вектора Х ); · по найденному значению Х рассчитывается вектор Iрез . из урав нения (1); · для известных значений Х и I рез . находится значение скаляра Хвых (t). Значение коэффициентов В 1, В 2, Р 1, Р 2 находятся в результате преобр азования топологических уравнений анализируемой цепи. где F CL , F ERx и т.п . -подматрицы МГС. Для получение матрицы главных сечений необходимо преобра зовать редуцированую матрицу цепи. Запишем редуцированную матрицу : В результате преобразований получим матрицу главных сечений : Выделим подматрицы из МГС Определим коэффициенты В 1, В 2, Р 1, Р 2, используя для этого программу “ Mathcad ” . Составим необходимые транспонированые подматрицы Составим матрицу сопротивлений Rp и Rx , а также матрицу ё мкостей C Подставляя полченные матрицы в вышеприведённые формулы получим : Для определения коэффициентов P 1 и P 2 составим подматрицу МГС Fci : Тогда 3.Разработка блок - схемы алгоритма и программы формирования матрицы главных сечений. Рис . 4. Блок-схема алго ритма программы формирования МГС. 16 Program MATR; const k=30; var n,m,i,j,c,r,e,Ii,s,l,G,z,y,p,q,d:integer; STM:array[1..k,1..k] of integer; PR:array[1..k] of integer; b:array[1..k] of inte ger; MGS,FERx,FCRx,FRpRx,FEL,FCL,FRpL,FEI,FCI,FRpI:array[1..k,1..k] of integer; Процедура ввода структурной матрицы ипараметров схемы. procedure strm; begin writeln; write(' ‚ Введите количество узлов n='); read(n); write(' ‚ Введите количество ветвей m='); read(m); write(' ‚ Введите последовательно количество элементов схемы E,C,R,L,I.'); writeln; write(' E='); read(e); write(' C='); read(c); write(' R='); read(r); write(' L='); read(l); write(' I='); read(Ii); write('‚Введите элементы структурной матрицы СТРМ [i,j]=1,-1,0 если j ветвь '); writeln(втекает в i узел то СТРМ [i,j]=1, если вытекает то -1, если не подключен -0.'); for i:=1 to n do begin writeln; for j:=1 to m do begin write(' СТРМ [',i,' узел ,',j,' ветвь ]='); read(STM[i,j]); end; end; Вывод на экран структурной матрицы write(' СТРМ '); for i:=1 to n do begin writeln; for j:=1 to m do write(STM[i,j]:3); end; end; procedure sea; begin writeln; write(' Для прлолжения программы нажмите ENTER . '); readln; end; ”Формирование МГС из структурной матрицы. procedure MGS S ; begin for s:=1 to n do begi n i:=s;j:=s; while i<=n do begin while j<=m do begin if STM[i,j]<>0 then begin p:=i;g:=j;i:=n;j:=m end;j:=j+1 end;i:=i+1 end; if p>s then for j:=1 to m do begin PR[j]:=STM[s,j]; STM[s,j]:=STM[p,j]; STM[p,j]:=PR[j] end; if g<>s then begin for i:=1 to n do b[i]:=STM[i,g]; for j:=g downto s+1 do for i:=1 to n do STM[i,j]:=STM[i,j-1]; for i:=1 to n do STM[i,s]:=b[i] end; if STM[s,s]=-1 then for j:=s to m do ST M[s,j]:=-STM[s,j]; for i:=1 to n do begin if i<>s then begin if STM[i,s]=1 then for j:=s to m do STM[i,j]:=STM[s,j]-STM[i,j]; if STM[i,s]=-1 then for j:=s to m do STM[i,j]:=STM[s,j]+STM[i,j] end;end; end; writeln('Матрица главных сечений '); for i:=1 to n do for j:=1 to m-s do MGS[i,j]:=STM[i,j+s]; for i:=1 to n do begin writeln;for j:=1 to m-s do begin if MGS[i,j]=-1 then write(' ',MGS[i,j]); if MGS[i,j]<>-1 then write(' ',MGS[i,j]) end;end;end; Формирование подматриц из МГС‘ procedure MGS2; begin s:=r+e+c-n; for i:=1 to e do Выделение Fer хорд for j:=1 to s do FERx[i,j]:=MGS[i,j]; for i:=e+1 to e+c do Выделение Fcr хорд for j:=1 to s do FCRx[i-e,j]:=MGS[i,j]; for i:=e+c+1 to n do Выделение F ребер r хорд for j:=1 to s do FRpRx[i-e-c,j]:=MGS[i,j]; for i:=1 to e do Выделение Fel for j:=s+1 to s+l do FEL[i,j-s]:=MGS[i,j]; for i:=e+1 to e+c do Выделение Fcl for j:=s+1 to s+l do FCL[i-e,j-s]:=MGS[i,j]; for i:=e+c+1 to n do Выделение Fr ребер l for j:=s+1 to s+l do FRpL[i-e-c,j-s]:=MGS[i,j]; for i:=1 to e do Выделение Fei for j:=s+l+1 to s+l+Ii do FEI[i,j-s-l]:=MGS[i,j]; for i:=e+1 to e+c do Выделение Fci for j:=s+l+1 to s+l+Ii do FCI[i-e,j-s-l]:=MGS[i,j]; for i:=e+c+1 to n+1 do Выделение Fr ребер i for j:=s+l+1 to s+l+Ii do FRpI[i-e-c,j-s-l]:=MGS[i,j]; end; begin strm; sea; MGSS; sea; MGS2; write('FERx'); for i:=1 to e do begin wr iteln; for j:=1 to s do write(FERx[i,j]:4); end; sea; write('FCRx'); for i:=1 to c do begin writeln; for j:=1 to s do write(FCRx[i,j]:4); end; sea; write('FRpR x'); for i:=1 to n-e-c do begin writeln; for j:=1 to s do write(FRpRx[i,j]:4); end; sea; write('FEL'); for i:=1 to e do begin writeln; for j:=1 to l do write(FEL[i,j]:4); end; sea; write('FCL'); for i:=1 to c do begin writeln; for j:=1 to l do write(FCL[i,j]:4); end; sea; write('FRpL'); for i:=1 to n-1-e-c do begin writeln; f or j:=1 to l do write(' ',FRpL[i,j],' '); end; sea; write('FEI'); for i:=1 to e do begin writeln; for j:=1 to Ii do write(FEI[i,j]:4); end; sea; write('FCI'); for i:=1 to c do begin writeln; for j:=1 to Ii do write(FCI[i,j]:4); end; sea; write('FRpI'); for i:=1 to n-e-c do begin writeln; for j:=1 to Ii do write(FRpI[i,j]:4 ); end; sea; end. 4.Расчет коэффициентов уравнения выхода. Для расчета коэффициентов D 1, D 2 уравнения выхода в случае , когда X вых .( t ) = U вых ( t ), выходной отклик цепи можно представить в виде алгебраической с уммы напряжений ветвей при обходе некоторого контура от начальной выходной клеммы к конечной. В том случае когда выходное напряжения снимается с резистивного элемента , формирование коэффициентов может быть представлено в виде некоторого алгоритма пред ставленного ниже. Алгоритм расчета коэффициентов : 1. D 1 - определяется как к-я строка коэффициента В 1, где к-порядковый номер элемента в соответствующем векторе I рез ; 2. D 2 -определяется как элемент b [ k , i ] из коэффициента В 2, где i -порядковый номе р входного источника в векторе X ни. 3. Если X вых = U [ Rk ] коэффициенты D 1= D 1* Rk , D 2= D 2* Rk . На основание выше всего изложенного рассчитаем коэффициенты D 1, D 2 : k =4, i =2. 5. Формирование системы линейных уравнений для расчета частотных характеристик , разработка алгоритма программы. Для анализа частотных характеристик цепи достаточно воспользоваться уравнением состояния (1) и выхода (3). Предп олагая характер входного воздействия гармонической функцией времени и записывая Хни ( t ) как Хвх ( t ) , запишем эти уравнения в комплексной форме : Полагая Хвх = 1 можно определить Хвых = К *Хвх . Представляя переменные Х и К в развернутой форме и приводя подобные , получим следующею систему уравнени й позволяющую рассчитать действительную и мнимую части комплексного коэффициента передачи : Распишем эту систему конкретно для нашего случая , и получим следующий результат : Решим эту систему методом Крамера где p 1= -6.152^7 и p 2= -1.48^7. По найденным значениям х найдем мнимую и д ействительную части комплексного коэффициента передачи цепи К ' и К '' АЧХ и ФЧХ строятся по следующим формулам Рис . 5. АЧХ и ФЧХ проектируемой цепи. 6. Расчет частотных характеристик с использованием пакета « Electronics Workbench Pro» . В данном пакете была спро ектирована схема полосового фильтра . И были получены следующие результаты : АЧХ ФЧХ 7. Заключение. В ходе выполненной работы пришли к следующим результатам : 1. Была проверена правильность выбора схемы и её расчёта с помощью новейшего пакета компьютерного моделиров ания электронных схем “ Electronics Workbench Pro ” . 2. Для убеждения в правильности расчёта схемы , расчёты также проводились в программе “ Mathcad ” . В результате были получены зависимости АЧХ и ФЧХ от частоты , изображенные на рис . 5. 3. На основе получе нных результатов можно сказать , требуемая перед нами цель была выполнена . Есть некоторые различия , но они обусловлены погрешностью математических вычислений . 8. Список используемой литературы. 1. Мошиц Г ., Хорн П . “ Проектирование активных фильтров ”. 2. Калабеков Б.А . и др . “ Методы автоматизированного расчета электронных схем. ”. 3. Конспект лекций.
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
На хорошей работе и сны хорошие снятся.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе", 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