Курсовая работа
По дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»
Тема: Расчет выходной реакции линейной цепи с помощью операционного метода и метода прямой свертки.
Введение
Цель работы:
-Изучить физические процессы в линейных цепях в переходном и установившемся режимах;
-Приобрести навыки применения основных методов анализа преобразования сигналов линейными цепями;
-Приобрести навыки применения дискретного преобразования Фурье (ДПФ) и алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ) в инженерных расчетах.
Решаемая задача: для заданной цепи и входному сигналу рассчитать выходную реакцию линейной цепи с помощью операционного метода и метода прямой свертки.
Исходные данные. Задание №21, вариант схемы №21.
№ п/п | Сигнал | Параметры сигнала |
U1, В | U2, В | Tu, мкс |
1 | 3 | 8 | 8 | 16,5 |
№ п/п | Схема цепи | Параметры цепи |
R, Ом | C, мкФ |
1 | 3 | 175 | 0,085 |
Исходный сигнал №21
Заданная схема №: 21
Расчет выходного сигнала операционным методом
Аналитическое выражение для заданного входного сигнала его «изображение» по Лапласу.
;
;
Итоговое уравнение имеет вид:
Используя таблицу преобразований Лапласа, свойство линейности
и теорему запаздывания находим:
,
где
;
;
;
Передаточную функцию цепи находим через операционные сопротивления (проводимости) ветвей по формуле
,
где операционное сопротивление i – ой ветви.
Получаем
, где Θ=RC
Изображение выходного сигнала находим как произведение входного сигнала на передаточную функцию цепи:
;
где
, .
,
,
.
Аналитическое выражение выходного сигнала находим как сумму сигналов
,
где:
,
,
.
.
Выходной сигнал будет иметь вид:
Найдем переходную характеристику линейной цепи и построим ее график. Переходная характеристика равна:
.
Получим
;
Затем найдем импульсную характеристику линейной цепи и построим ее график. Импульсная характеристика равна:
.
Получим:
Найдем комплексную частотную характеристику (КЧХ) линейной цепи. Она находится по известной передаточной функции формальной заменой переменных .
Выражение для АЧХ , построим ее график:
Расчет выходного сигнала методом прямой свертки.
Возьмем количество отсчетов и определим период дескритизации по формуле:
Продискретизируем входной сигнал с периодом Т, получится:
С таким же периодом дескретизации продискретизируем импульсную характеристику , т.к. она бесконечна, мы ее обрезаем на уровне 0,05max и после этого дискретизируем. Количество отсчетов определим по формуле:
.
Получится:
В результате выходной сигнал будет иметь следующий вид:
где m – количество отсчетов при дискретизации импульсной характеристики, а n=0,1,2,3…. .
Вывод
1.Операционный метод обладает большой точностью, так как при его использовании выходной сигнал представлен в виде непрерывной функции времени.
2. В методе прямой свертки точность определяется количеством взятых отсчётов. Этим и объясняются различия графиков выходного сигнала рассчитанного разными методами.
3. Ввиду переходных процессов происходит искажение сигнала при прохождении его через цепь, эти искажения определяются топологией и параметрами цепи.
Литература
Филончиков В.Д., Карпов О.А. Радиотехнические цепи и сигналы. Методические указания к домашним заданиям и курсовой работе.-М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского,1989.
Толстов Е.Ф., Филончиков В.Д.,Школьный Л.А. Радиотехнические цепи и сигналы. Теория сигналов, линейных цепей и систем.-М.:ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1993.
Другие работы по теме:
Планирование и прогнозирование в условиях рынка
Выравнивание заданного динамического ряда по линейной зависимости. Определение параметров и тесноты связи меду ними. Построение графика зависимости переменной и коэффициента корреляции для линейной зависимости. Расчет критериев автокорреляции остатков.
Расчет линейной электрической цепи
Оглавление Введение 1. Задание 2. Определение комплексного коэффициента передачи напряжения; расчет и построение графиков АЧХ и ФЧХ 4. Определение параметров электрической цепи как четырехполюсника для средней частоты
Переходные и импульсные характеристики электрических цепей
Академия России Кафедра Физики Лекция Переходные и импульсные характеристики электрических цепей Орел 2009 Учебные и воспитательные цели: Разъяснить слушателям сущность переходной и импульсной характеристик электрических цепей, показать связь между характеристиками, обратить внимание на применение рассматриваемых характеристик для анализа и синтеза ЭЦ, нацелить на качественную подготовку к практическому занятию.
Комплексный метод расчета цепи
Сопротивление в комплексном виде. Определение общего эквивалентного сопротивления цепи, токов в ветвях параллельной цепи и напряжения на ее участках. Сравнение полной мощности в цепи с суммой активных и реактивных мощностей на ее отдельных участках.
Анализ линейных электрических цепей
Определение тока методом эквивалентного генератора в ветвях цепи. "Базовая" частота, коэффициент, задающий ее значение в источниках. Расчет электрической цепи без учета взаимно индуктивных связей в ветвях, методом узловых напряжений и контурных токов.
ЭДС
Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Если два тела А и В , находящиеся под разными потенциалами соед. проводником А и В то по нему потечет ток, который через короткое время, когда потенциально уравняются, прекратится.
Разработка электронного реле
Электромагнитные, электронные реле и их эксплуатационные показатели. Проектирование полупроводникового реле тока. Коммутация токов и напряжений. Структурная и электрическая схемы реле. Применение интегральных микросхем. Расчет номинальных параметров.
Расчет разветвленных цепей постоянного тока
Расчет токов ветвей методом узловых напряжений, каноническая форма уравнений метода, определение коэффициента этой формы. Расчет узловых напряжений, баланса мощностей, выполнения баланса. Схема электрической цепи для расчета напряжения холостого хода.
Переходные и импульсные характеристики электрических цепей
Сущность переходной и импульсной характеристик электрических цепей. Переходная характеристика цепи - отношение реакции цепи на ступенчатое воздействие к величине этого воздействия при нулевых начальных условиях. Интегралы Дюамеля и интегралы свертки.
Анализ линейных электрических цепей
1. Задание к расчетно-графической работе № 1 Таблица 1. Значения элементов, входящих в состав ветвей схемы. Резисторы, Ом. Индуктивности, мГн. Ёмкости, мкФ.
Расчет параметров электрических схем
Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.
Расчет статически неопределимых рам методом перемещений
Определяем число неизвестных метода перемещений. Выбираем основную систему метода перемещений. Строим эпюры изгибающих моментов в основной системе и от нагрузки. Определяем реакции во вновь введённых связях. Определяем концевые моменты.
передатчик расчет 50 - 80 Мгц
Министерство образования РФ Новгородский Государственный Университет имени Ярослава Мудрого __________________________________________________________
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.
Анализ линейной стационарной цепи
Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ТОР" Курсовая работа
Передаточная функция дискретной системы
Определение связи между выходом и входом для непрерывных систем. Вычисление передаточной функции и основы структурного метода дискретной системы. Расчет передаточной функции дискретной системы с обратной связью. Передаточные функции цифровых алгоритмов.
Решение нелинейных уравнений
Задание №1 Отделить корни уравнения графически и уточнить один из них: методом половинного деления; методом хорд; методом касательных; методом секущих;
Исследование электрических цепей
Министерство науки и образования Украины Харьковский национальный университет радиоэлектроники Курсовая работа Пояснительная записка Тема «Исследование электрических цепей»
Метод наложения
Принцип наложения. Основным свойством линейной электрической цепи является принцип наложения (принцип суперпозиции): реакция линейной электрической цепи на совокупность воздействий равна сумме реакций, вызываемых в той же цепи каждым из воздействий в отдельности. На этом принципе основан метод расчёта сложных цепей – метод наложения.
Расчет размерной цепи
Министерство Общего и Профессионального Образования РФ Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики Кафедра: "Технологической Информатики и Технологии Машиностроения"
Анализ линейной стационарной цепи
Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ТОР" Курсовая работа
Анализ дискретной системы
Новосибирская государственная академия водного транспорта Кафедра информационных систем Курсовая работа на тему "Анализ дискретной системы"
Расчет оконечного каскада передатчика
Параметры расчета предварительного и оконечного каскадов передатчика на биполярных транзисторах. Расчёт оконечного каскада. Параметры транзистора 2Т903А. Результат расчёта входной цепи. Результаты расчёта коллекторной цепи. Расчёт предоконечного каскада.
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.
Теория электрических цепей
Расчет реакции цепи на воздействие произвольной формы. Импульсная характеристика цепи. Cхема автогенератора и график колебательной характеристики. Крутизна характеристики транзистора, при которой наступит самовозбуждение автогенератора. Частота генерации.
Дискретные цепи
Разностное уравнение и дискретная цепь. Передаточная функция дискретной цепи. Общие свойства передаточной функции. Частотные характеристики. Импульсная характеристика. Свертка.