Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1432-TEC

.pdf
Скачиваний:
109
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
2.48 Mб
Скачать

150

4) по найденным выражениям i(t), u(t) вычислить значения i(0), u(0) и убедиться в

правильности результата; 5) используя операторный метод расчета ПП, определить закон изменения тех же

i(t), u(t) , что и в п.3;

6)построить кривые изменения всех токов и напряжений, указав на графиках соответствующие докоммутационные значения;

7)записать алгоритм определения всех остальных токов и напряжений;

8)вычислить время переходного процесса для найденного переходного тока или напряжения;

9)сделать заключение (с соответствующим пояснением) о возможности рассматривать

вопределенном масштабе полученный i(t), u(t) в качестве соответствующей

переходной характеристики цепи; 10) сформулировать общие выводы по работе.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

0.

Рисунок 10.6 Схемы электрических цепей

Варианты задания источника сигнала e(t):

151

e1

0.5E,

t 0

e2

2E,

t

t 0

t

 

2E,

 

E,

 

 

 

 

E,

t 0

e4

2E,

 

 

e3 t

t

0

t

 

 

 

 

 

4E,

 

E,

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E,

 

,

,

 

 

 

L,

 

C,

 

 

В

 

Ом

Ом

 

 

 

 

мкГ

 

пФ

 

1

100

 

100

300

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

100

 

300

 

2

120

 

400

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

200

 

500

 

3

50

 

50

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

300

 

1000

 

4

40

 

200

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

400

 

400

 

5

200

 

100

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1000

 

2500

 

6

80

 

800

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

300

 

10000

 

7

90

 

750

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

500

 

5000

 

8

110

 

500

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

1000

 

250

 

9

70

 

1000

2500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

800

 

200

 

0

150

 

200

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

800

 

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для схемы №7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для схемы №6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры элементов

 

 

 

 

Примеры шифров:

 

 

 

 

 

 

 

 

0а45

 

 

 

4б23е2

 

 

 

 

0-№ схемы

 

 

 

4-№ схемы

 

 

 

 

а – счет

;

 

 

 

 

б – счет

 

 

 

 

4 – строка таблицы 1

 

2 – строка таблицы 1

 

 

 

 

5 – строка таблицы 2

 

4 – строка таблицы 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е2 -

 

 

 

 

10.7 Рекомендуемая литература

1.Попов В.П. Основы теории цепей.-М.: Высшая школа, 2007.-574 с.

2.Атабеков Г.И. Основы теории цепей.-- СПб.: Лань, 2009.-432 с.

t 0 t 0

t 0 t 0

152

11. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕПЕЙ И ИХ СВЯЗЬ С ЧАСТОТНЫМИ

11.1 Цель занятия

Усвоить определения и смысл переходной и импульсной характеристик, их связь с частотными характеристиками. Научится по одной из характеристик цепи, находить другие характеристики этой же цепи.

11.2 Краткие теоретические сведения

Переходная характеристика h(t) численно совпадает с реакцией y(t) линейной цепи с нулевыми НУ на действие функции Хэвисайда (функции включения, единичного скачка). Если воздействие равно А•1(t),

.

Рисунок 11.1 то переходная характеристика имеет вид:

h(t)=

.

(11.1)

Характеристика h(t) отражает закон изменения переходного напряжения (или тока) при подключении постоянного напряжения к линейной цепи с нулевыми НУ

Импульсная характеристика g(t) численно совпадает с реакцией y(t) линейной цепи с нулевыми НУ на действие δ(t).

 

0,

t 0

 

 

 

 

 

 

t

t 0

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

Математическая запись δ-функции

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 11.2

 

 

 

 

g t

y(t)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SU

(11.2)

 

 

 

 

 

 

 

где SU

– площадь входного кратковременного импульса. Условие кратковременности:

 

 

или

,

.

 

 

Характеристика g(t) отражает закон изменения

интересующего напряжения (или тока)

после «электрического толчка», т.е характер свободных процессов после кратковременного поступле-

ния энергии в электрическую цепь. Следовательно, g(t)→0 при t→∞ для всех устойчивых цепей.

Т.к воздействия цепи (функция Хэвисайда и δ- функция) связаны между собой

соотношением: (t)

d1(t)

, то и отклики линейной цепи на соответствующее

dt

 

 

воздействие связаны таким же образом во всей временной области :

153

g(t) dh(t) h (t) dt

или

g(t) h(0) (t) h (t) , для t>0

K( p) |p j K( j )

H ( p) K ( p) h(t ) p

G( p) K( p) g(t) h (t)

АЧХ: K ( j )

ФЧХ: arg K ( j )

Предельные соотношения на всей оси t

Рисунок 11.3 Взаимосвязь характеристик цепи

Предельные соотношения:

lim h(t) |t 0 lim K ( p) |p

 

 

или

или

 

 

 

t

p 0

 

 

 

 

 

 

Если

k arg K 1800

при 0 или , то lim h(t) |t0

lim K ( ) |

 

 

или

 

или

 

 

t

0

Пояснение к предельным соотношениям:

t=0, ω→∞,

t→∞, ω=0, т.к.

т.к. переход мгновенный

Uвх=const

Uвх от 0→1;

 

11.3 Методические указания и примеры решения задач

Задача 1. На рисунке 11.4 задана характеристика К(ω). Изобразить два варианта схем с заданной К(ω). Построить зависимости h(t) и g(t).

Рисунок 11.4

Задача 2. . На рисунке 11.5 задана характеристика h(t). Изобразить соответсвующую АЧХ и два варианта схем с такой АЧХ. Изобразить характер g(t).

154

Рисунок 11.5

Указания:

1)при переходе от К(ω)→h(t) и от h(t)→К(ω) использовать предельные соотношения;

2)при переходе от h(t)→g(t) использовать «графическое дифференцирование, смысл производной; обратить внимание на знак («+», если функция растет, «-» если убывает).

Типичная ошибка – утеря δ(t) в составе g(t) или утеря коэффициента перед δ(t): в задаче

2 –

п(е) 0.2 (е) h (t) ;

3) при построении схем с единственным реактивным эле - ментом, как в задачах 1 и 2, использовать «базовые» варианты Г-образных схем:

К=1:

К=0:

 

 

 

 

Задача

3.

Задана

импульсная

характеристика

выражением

g(t)

 

 

 

1

 

 

.

Найти выражение переходной характеристики h(t),

 

 

 

 

 

 

2

[ (t) e t ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

построить ее график. Изобразить зависимость K(ω).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание. Т.к.

g(t) h(0) (t) h(t) , очевидно, что h(0)

1

и h(t)

содержит множитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

e t

 

 

 

 

 

 

 

переходная

характеристика

будет

иметь вид:

h(t)

1

 

e t

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 4. Для схемы без потерь, представленной на рисунке 11.6:

Рисунок 11.6

155

1)изобразить график К(ω) и φк(ω) на основе анализа схемы;

2)получить выражение К(р), ввести типовые обозначения LC1 p2 ;

3)получить выражения g(t) и h(t) и изобразить их графически.

Указание. K(p)→G(p)→g(t) K(p)→H(p)→h(t)

Задача 5. Для схемы с потерями обсудить изменения в характеристиках К(ω), h(t), g(t), полученных при решении задачи 4 для схемы без потерь.

11.4 Знания и умения

Знать:

1)характер входных воздействий при определении АЧХ, ФЧХ, h(t), g(t);

2)определение и что конкретно отражает каждая из времен-

ных характеристик;

3)«смысл» предельных соотношений;

4)связь временных характеристик между собой и обоснование этой связи;

5)связь частных и временных характеристик;

Уметь:

1)по одной из характеристик К(ω), h(t) или g(t), изобразить две другие;

2)на основе выражения К(р) находить изображения времен-

ных характеристик G(p) и H(p) и переходить к их оригиналам g(t) и h(t).

11.5 Формы контроля

Тестовый опрос.

11.6 Рекомендуемая литература

1. Попов В.П. Основы теории цепей.-М.: Высш. школа, 2007.-574 c.