Построим ФЧХ коэффициента передачи на интервале
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
1434
3015
6278
12130
5546
3937
3815
4057
4399
4752
5091
1.560
1.547
1.431
0.4552
0.0753
0.1499
0.3632
0.4831
0.5476
0.5780
0.5891
Рис.7 АЧХ выходного сопротивления.
Таблица АЧХ выходного сопротивления:
1431
2930
5305
10450
33780
29980
12650
8330
6279
5100
4328
1.559
1.553
1.471
1.119
-1.029
-1.285
-1.335
-1.351
-1.355
-1.352
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 Zн:
Для получения надо найти параметры сложного четырехполюсника, образованного каскадным соединением Rг и ФВЧ.
Находим коэффициент передачи :
- где
Таким образом, зная спектр входной ЭДС (f(t)) и представляя коэффициент передачи KE в комплексной форме, можно найти спектр напряжения на выходе:
|K|
0.0436
0.1284
0.2317
0.3349
0.4302
0.5129
0.5830
0.6398
0.6888
0.7296
0.7636
2.683
2.357
2.077
1.843
1.645
1.480
1.341
1.226
1.125
1.038
0.9619
|Zвх|
2975
5555
10610
14620
10780
7925
6447
5548
4974
4581
Arg(|Zвх|)
1.541
1.452
1.127
0.333
0.2221
0.4038
0.4583
0.4699
0.4630
0.4482
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:
Построим график формы входного напряжения:
Рис.15. Форма входного сигнала
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 сопротивлений 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.
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО Тульский государственный университет
Студенту гр. 220321 _Авдееву Д.Д__
1. Тема " Прохождение периодического сигнала через реактивный фильтр с потерями"
2. Срок представления курсовой работы к защите 20 мая 2004 г.
3. Исходные данные для проектирования:
3.1. Найдите свой вариант задания на КР, номер которого должен совпадать с двумя последними цифрами номера вашей зачётной книжки.
3.2. Получите формулы для расчёта: 1) А-параметров фильтра как четырёхполюсника, 2) коэффициента передачи четырёхполюсника по напряжению, 3) входного и выходного сопротивлений фильтра, 4) входного и выходного напряжений.
3.3. Рассчитайте, используя интегрированную среду для решения математических задач Mathcad или MATLAB: 1) ширину спектра сигнала, 2) номинальные величины элементов схемы, 3) номинальную величину коэффициента передачи че-тырёх-полюсника, 4) фазочастотную характеристику (ФЧХ) и нормированную относительно номинальной величины коэффициента передачи АЧХ фильтра, 5) граничные частоты полосы пропускания на уровнях затухания 3 и 40 дБ, 6) зависимости модуля (АЧХ) и фазы (ФЧХ) входного сопротивления фильтра от частоты, 7) зависимости модуля (АЧХ) и фазы (ФЧХ) выходного сопротивления фильтра от частоты, 8) форму входного напряжения, 9) форму выходного напряжения фильтра, 10) изменив параметры схемы согласно данным таблицы "б) параметры эдс", повторите вычисления по тем из пунктов 2 ч 9, которых коснулись эти изменения, 11) сделайте выводы о влиянии изменившихся параметров на характеристики фильтра.
Результаты расчёта по пунктам 4, 6, 7, 8 и 9 выведите как в графической, так и в табличной формах.
4. Форма отчётности: 1) пояснительная записка, 2) графическая часть.
5. Содержание пояснительной записки к курсовой работе: титульный лист - 1 стр., задание на курсовую работу - 1 стр., аннотация (с основной надписью по форме 2 ) - 1 стр., содержание (с основной надписью по форме 2а ) - 1 стр., введение (с основной надписью по форме 2а ) - 1ч2 стр., анализ задания, обзор литературных источников - 2ч4 стр., разработка математических вопросов задания - 15ч20 стр., заключение - 1ч2 стр., список использованной литературы - 1 стр.
6. Графическая часть: схема принципиальная электрическая, графики входной и выходной функций, АЧХ - 1 лист формата А1.
Руководитель курсовой работы Л.А. Туманова
Задание принял к исполнению.
Студент гр. 2203321 __________________ ( )
(Подпись, дата)
Страницы: 1, 2