Расчет линейной цепи
Построение графика временной зависимости выходного напряжения как реакции на входной скачок напряжения. Проведение компенсации ослабления высоких частот с помощью фильтра верхних частот. Выбор схемы и расчет элементов резистивных цепей усилителя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.01.2015 |
| Размер файла | 488,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Вариант задания |
C мкФ |
R кОм |
R1 кОм |
R2 кОм |
C2 пФ |
|
|
36 |
0.68 |
1.5 |
20 |
1 |
75 |
1. Фильтр нижних частот
Это схема, которая без изменений передает сигналы нижних частот, а на верхних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и запаздывание фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Находим основные параметры фильтра нижних частот:
постоянная времени = R C =1,5кОм 0,68мкФ = 1,02 мс
граничная частота пропускания 156 Гц
Строим графики следующих величин:
нормированный коэффициент передачи;
фаза ;
) при 0 t tи
при tи t
Положим, что , , и построим график временной зависимости выходного напряжения как реакции на входной скачок напряжения.
2. Фильтр верхних частот
Это схема, которая без изменений передает сигналы верхних частот, а на нижних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и опережение фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Находим основные параметры фильтра верхних частот:
постоянная времени = R C =1,5кОм 0,68мкФ = 1,02 мс
граничная частота пропускания 156 Гц
Строим графики следующих величин:
нормированный коэффициент передачи
;
фаза ;
Положим, что , , и построим график временной зависимости выходного напряжения как реакции на входной скачок напряжения.
3. Компенсированный делитель напряжения
Если омический делитель работает на емкостную нагрузку, то он представляет собой фильтр нижних частот. Компенсацию ослабления высоких частот проводят с помощью фильтра верхних частот.
Для компенсации частотных искажений нужно согласовать коэффициенты деления для омической и емкостной частей делителя:
;
;
Рассчитаем величину компенсирующей емкости:
Построим АЧХ компенсированного делителя напряжения:
4. Пассивный полосовой фильтр
При последовательном соединении фильтров верхних и нижних частот получаем полосовой фильтр, имеющий нулевой коэффициент передачи на низких и высоких частотах и пропускающий сигнал в полосе частот.
Строим графики следующих величин:
нормированный коэффициент передачи
;
где =RC - нормированная частота;
1,02
фаза ; ;
156 Гц
5. Мост Вина-Робсона.
Строим графики следующих величин:
; где =RC - нормированная частота;
, 1;
6. Двойной Т-образный мост
Строим графики следующих величин:
; где =RC - нормированная частота
;
Выводы по первой части
Фильтр нижних частот без изменений передает сигналы нижних частот, а на верхних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и запаздывание фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Фильтр верхних частот без изменений передает сигналы верхних частот, а на нижних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и опережение фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Пассивный полосовой фильтр пропускает только какую-то определенную частоту. Его можно использовать для выделения частоты.
Мост Вина-Робсона и двойной Т-образный мосты можно использовать для режекции, т.к. они гасят частоту. Отличие состоит в том, что мост Вина-Робсона понижает амплитуду входного сигнала в 3 раза, а двойной Т-образный мост передает сигнал без искажений на всех частотах кроме частот, близких к.
Часть 2
Вариант задания:
|
№ п/п |
KU |
fB, кГц |
Ri, кОм |
Rн, кОм |
Uвх.мах, В |
|
|
36 |
11 |
25 |
1 |
1 |
0,5 |
1. Выбор схемы усилителя на ОУ
Так как, не задано условия по фазе выходного сигнала относительно входного, можно выбрать как тот, так и другой тип усилителя. Но, для обеспечения высокого входного сопротивления, что нужно для условия согласования усилителя с источником сигнала , выбираем схему неинвертирующего усилителя.
Рисунок 20 Схема неинвертирующего усилителя.
2. Расчет элементов резистивных цепей усилителя
Для неинвертирующего усилителя имеем следующее соотношение:
Выбираем , т.к. в этом случае входной ток ОУ создаст минимальное смещение на этом резисторе.
Определим величину других резисторов:
Для обеспечения необходимой полосы пропускания определим какой частотой единичного усиления должен обладать ОУ:
,
где - коэффициент усиления ОУ не охваченного обратной связью на низких частотах;
- граничная частота полосы пропускания ОУ без обратной связи;
- частота единичного усиления.
3. Выбор операционного усилителя.
усилитель напряжение частота резистивный
Выберем необходимый ОУ по справочной таблице. Выбираем ОУ К140УД1А.
4. Определение необходимого напряжения питания
Для выбранного ОУ .
Так как по условию и , то , то выберем напряжения питания: , .
5. Расчет входного и выходного сопротивления усилителя
Должны получить, что , .
Определим входное и выходное сопротивления усилителя. Для неинвертирующего включения:
Для ОУ с входным каскадом на биполярных транзисторах входное сопротивление для дифференциального сигнала , а для синфазного сигнала
Для рассчитываемого усилителя можно считать, что . Получили, что
Выходное сопротивление усилителя на ОУ с обратной связью определяется по формуле:
.
Для выбранного ОУ
, .
6. Расчет и построение АЧХ усилителя
Для выбранного ОУ с , и АЧХ будет иметь следующий вид:
АЧХ выбранного ОУ.
7. Построение передаточной характеристики усилителя.
Передаточная характеристика выбранного ОУ.
На графике представлена передаточная характеристика ОУ в рабочей области входных напряжений (линейная зависимость - синяя сплошная линия) и передаточная характеристика ОУ за пределами рабочей области входных напряжений (линейная зависимость нарушается, напряжение на выходе ограничено напряжением питания ОУ - синяя пунктирная линия).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование схемы фильтра. Частотное преобразование фильтром прототипа нижних частот. Определение передаточной функции фильтра. Характеристики ослабления проектируемого фильтра. Расчет параметров элементов звеньев методом уравнивания коэффициентов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.05.2012Разработка схемы усилителя постоянного тока и расчет источников питания: стабилизатора напряжения и выпрямителя. Определение фильтра низких частот. Вычисление температурной погрешности и неточностей измерения от нестабильности питающего напряжения.
курсовая работа [166,3 K], добавлен 28.03.2012Моделирование электрической цепи с помощью программы EWB-5.12, определение значение тока в цепи источника и напряжения на сопротивлении. Расчет токов и напряжения на элементах цепи с использованием формул Крамера. Расчет коэффициента прямоугольности цепи.
курсовая работа [86,7 K], добавлен 14.11.2010Физические основы и принцип действия широкополосных фильтров. Метод расчета цепочных фильтров. Пример расчета фильтра нижних частот на заданные параметры. Построение полной характеристики затухания фильтра нижних частот. Расчет промежуточного полузвена.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.01.2011Построение схем распределительного устройства высоких и низких частот. Выбор рационального напряжения для питания химического предприятия. Определение типа и мощности трансформаторов. Проектирование линий электропередач. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [352,5 K], добавлен 14.06.2014Сведения о простейших электрических фильтрах. Комплексный коэффициент передачи, частотные характеристики фильтра нижних частот. АЧХ и ФЧХ фильтра верхних частот и полосового фильтра. Расчет величин конденсаторов и сопротивлений при заданной частоте среза.
лабораторная работа [176,2 K], добавлен 22.10.2012Нормирование фильтра низких частот - прототипа для полосового фильтра. Аппроксимация по Баттерворту и по Чебышеву. Реализация схемы ФНЧ методом Дарлингтона. Денормирование и расчет элементов схемы заданного фильтра. Расчет частотных характеристик ПФ.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.09.2012Понятие электрического фильтра. Выбор варианта фильтров в соответствии с требованиями. Моделирования фильтра в среде Еlektronics Workbench. Разработка и расчет фильтра высоких частот Чебышева. Разработка и расчет полосового фильтра Баттерворта.
курсовая работа [573,1 K], добавлен 15.07.2008Расчет электрических цепей с одним и двумя энергоемкими элементами классическим и операторным методами. Нахождение реакции линейной цепи на произвольное внешнее воздействие по ее переходной, импульсной характеристикам. Расчет напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [667,1 K], добавлен 30.05.2015Фильтр нижних частот (ФНЧ). Максимальная амплитуда прямоугольного сигнала на выходе ФНЧ. Описание фильтра верхних частот (ФВЧ) в частотной и временной областях. Максимальная скорость нарастания сигнала на выходе ФВЧ. Полное входное сопротивление.
лабораторная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2013Применение метода междуузлового напряжения при анализе многоконтурной электрической схемы, имеющей два потенциальных узла. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Цепи с параллельным, последовательно-параллельным соединением резистивных элементов.
презентация [1,8 M], добавлен 25.07.2013Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014Постановка задачи синтеза электрического фильтра. Реализация схемы фильтра низких частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Расчет спектра последовательности прямоугольных импульсов на входе и на выходе фильтра.
курсовая работа [597,8 K], добавлен 02.06.2015Расчет двусторонне нагруженного реактивного фильтра Баттерворта. Нормированные и номинальные элементы фильтра. Активный фильтр нижних частот с равноволновой характеристикой ослабления. Минимальное значение допустимого ослабления в полосе задерживания.
курсовая работа [740,2 K], добавлен 10.01.2013Понятие и примеры простых резистивных цепей. Методы расчета простых резистивных цепей. Расчет резистивных электрических цепей методом токов ветвей. Метод узловых напряжений. Описание колебания в резистивных цепях линейными алгебраическими уравнениями.
реферат [128,0 K], добавлен 12.03.2009Разложение периодической функции входного напряжения в ряд Фурье. Расчет гармонических составляющих токов при действии на входе цепи напряжения из 10 составляющих. Построение графика изменения входного напряжения и тока в течение одного периода в 1 ветви.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.04.2014Расчет мощности приводного электродвигателя. Анализ структуры силового блока преобразователя, принципиальной и функциональной схемы. Разработка графика напряжения в контрольных точках преобразователя. Расчет характеристик двигателя, полосы спектра частот.
курсовая работа [620,4 K], добавлен 02.02.2016Определение операторной функции ARC-фильтра. Расчет амплитудного и фазного спектров реакции. Построение графика функции времени реакции цепи. Определение переходной и импульсной функции фильтра. Реакция цепи на непериодический прямоугольный импульс.
курсовая работа [358,7 K], добавлен 30.08.2012Определение эквивалентного сопротивления и напряжения электрической цепи, вычисление расхода энергии. Расчет силы тока в магнитной цепи, потокосцепления и индуктивности обмоток. Построение схемы мостового выпрямителя, выбор типа полупроводникового диода.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.12.2013Расчет цепей при замкнутом и разомкнутом ключах. Определение переходных тока и напряжения в нелинейных цепях до и после коммутации с помощью законов Кирхгофа. Расчет длинных линий и построение графиков токов при согласованной и несогласованной нагрузке.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.07.2013
