МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БЮДЖЕТНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Факультет (филиал) специальность

Кафедра

Дисциплина

Отчет по домашней работе на тему:

«Исследование параметров аналоговых компонентов»

Студент

подпись, дата инициалы и фамилия

Группа шифр

Обозначение домашней работы

Работа защищена

Руководитель работы

подпись, дата инициалы и фамилия

УГЛИЧ 2013 г.

Содержание

Введение..........………………………………………………………………….….......	3
Техническое задание.………………………………..………………..……………..... 1 Расчет значений токов в ветвях и напряжений в узлах схемы.…………………... 2 Анализ работы схемы источника питания………………….. …………………..... 3 Построение и анализ работы RC-фильтра нижних частот…...…………………...	4 5 23 28
4 Построение и анализ работы RC-фильтра верхних частот.…….…...……………	43
Заключение....…………………………………………………………………………..	55
Список использованных источников....…………..…………………………………..	56

1 Расчет значений токов в ветвях и напряжений в узлах схемы

В данном разделе домашней работы необходимо рассчитать аналитическим путём значения токов и напряжений в узлах схемы, а затем полученные значения проверить с помощью программы OrCad 9.2.

1. Аналитический расчет

Дано: V₁=4В; R₁=0 кОм; R₂=4 кОм; R₃=0 кОм; R₄=4 кОм; R₅=2 кОм; R₆=2 кОм; R₇=4 кОм; R₈=0 кОм; R₉=2 кОм; R₁₀=0 кОм; R₁₁=1 кОм; R₁₂=1 кОм; R₁₃=2 кОм; R₁₄=0 кОм.

Найти все токи и напряжения схемы (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Схема для расчётов токов в ветвях и напряжений в узлах

Так как сопротивления на резисторах R_1, R_3, R_8, R_10, R₁₄ равны 0, то можно упростить схему на рисунке 1.1 и расставить направления токов I₁-I₈. Упрощённая схема представлена на рисунке 1.2.

I₁

I₂

I₃

Рисунок 1.2 - Упрощённая схема для расчётов токов в ветвях и напряжений в узлах

Для начала посчитаем сопротивление на резисторах R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой последовательного соединения резисторов:

(1.1)

Подставляя в формулу 1.1 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.2 примет вид (рисунок 1.3):

Рисунок 1.3 – Схема с объединенными сопротивлениями R₁₂ и R₁₃

Посчитаем сопротивление на резисторах R_11, R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой параллельного соединения резисторов:

(1.2)

Подставляя в формулу 1.2 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.3 примет вид (рисунок 1.4):

Рисунок 1.4 – Схема с объединенными сопротивлениями R₁₁, R₁₂ и R₁₃

Посчитаем сопротивление на резисторах R_9, R_11, R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой последовательного соединения резисторов:

(1.3)

Подставляя в формулу 1.3 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.4 примет вид (рисунок 1.5):

I_общ

Рисунок 1.5 – Схема с объединенными сопротивлениями R₉, R₁₁, R₁₂ и R₁₃

Посчитаем сопротивление на резисторах R_7, R_9, R_11, R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой параллельного соединения резисторов:

(1.4)

Подставляя в формулу 1.4 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.5 примет вид (рисунок 1.6):

I_общ

Рисунок 1.6 – Схема с объединенными сопротивлениями R₇, R₉, R₁₁, R₁₂и R₁₃

Посчитаем сопротивление на резисторах R_5, R₆, R_7, R_9, R_11, R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой последовательного соединения резисторов:

(1.5)

Подставляя в формулу 1.5 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.6 примет вид (рисунок 1.7):

I_общ

Рисунок 1.7 – Схема с объединенными сопротивлениями R₅, R₆, R₇, R₉, R₁₁, R₁₂и R₁₃

Посчитаем сопротивление на резисторах R_4, R_5, R₆, R_7, R_9, R_11, R_12, R₁₃. Для этого воспользуемся формулой параллельного соединения резисторов:

(1.6)

Подставляя в формулу 1.6 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.7 примет вид (рисунок 1.8):

Рисунок 1.8 – Схема с объединенными сопротивлениями R₄, R₅, R₆, R₇, R₉, R₁₁, R₁₂ и R₁₃

Теперь посчитаем общее сопротивление R_общ, для этого воспользуемся формулой последовательного соединения резисторов:

(1.7)

Подставляя в формулу 1.7 известные данные, получим:

Схема на рисунке 1.8 примет вид (рисунок 1.9):

Рисунок 1.9 – Схема с эквивалентным сопротивлением R_общ

Теперь посчитаем общий ток, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.8)

Подставляя в формулу 1.8 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₂, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.9)

Подставляя в формулу 1.9 известные данные, получим:

Напряжение в узле А будет равно:

Напряжение в узле Е будет равно:

Посчитаем напряжение на резисторе R₄, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.10)

Подставляя в формулу 1.10 известные данные, получим:

Теперь благодаря известным данным посчитаем ток I₆, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.11)

Подставляя в формулу 1.11 известные данные, получим:

Теперь посчитаем ток I₁, для этого воспользуемся первым законом Кирхгофа:

(1.12)

Подставляя в формулу 1.12 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₅, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.13)

Подставляя в формулу 1.13 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение в узле б, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.14)

Подставляя в формулу 1.14 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₆, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.15)

Подставляя в формулу 1.15 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение в узле д, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.16)

Подставляя в формулу 1.16 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₇, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.17)

Подставляя в формулу 1.17 известные данные, получим:

Посчитаем ток I₅, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.18)

Подставляя в формулу 1.18 известные данные, получим:

Посчитаем ток I₂, для этого воспользуемся первым законом Кирхгофа:

(1.19)

Подставляя в формулу 1.19 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₉, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.20)

Подставляя в формулу 1.20 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение в узле г, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.21)

Подставляя в формулу 1.21 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₁₁, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.22)

Подставляя в формулу 1.22 известные данные, получим:

Посчитаем ток I₄, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.23)

Подставляя в формулу 1.23 известные данные, получим:

Посчитаем ток I₃, для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

(1.24)

Подставляя в формулу 1.24 известные данные, получим:

Ток I₃ течет в обратном направлении.

Посчитаем напряжение на резисторе R₁₂, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.25)

Подставляя в формулу 1.25 известные данные, получим:

Посчитаем напряжение на резисторе R₁₃, для этого воспользуемся законом Ома:

(1.26)

Подставляя в формулу 1.26 известные данные, получим: