-9-

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ № 2

ПО КУРСУ «ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ»

для студентов 2 курса специальности 1 36 04 02 «Промышленная электроника»

(руководитель – доцент кафедры промышленной электроники Т.А.Ситкевич)

«Анализ частотных характеристик линейных цепей и их моделирование в ewb»

ЦЕЛЬ: Освоение методики анализа частотных характеристик линейных электрических цепей, переходных процессов в них, а также экспериментального определения рассчитанных характеристик посредством моделирования заданной цепи в программе Electronics Workbench (EWB) и построения их годографов.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1. ЭксперимеНтальное определение частотных и переходных характеристик с помощью приборов виртуальной лаборатории Elektronics workbench (ewb)

В состав виртуальной лаборатории (ewb) входят следующие измерительные приборы.

Осциллограф – это прибор, который предназначен для визуального контроля за формой электрических сигналов и измерения их параметров по изображению, наблюдаемому на экране электронно-лучевой трубки. По наблюдаемому изображению сигнала возможно измерение амплитудных и временных параметров сигналов.

Генератор – это прибор, предназначенный для создания электрических сигналов, которые используются для исследования электрических цепей и электронных устройств.

Измеритель диаграмм Боде (или плоттер Боде) предназначен для измерения АЧХ и ФЧХ электрических цепей.

Чтобы скопировать изображение схемы или любого фрагмента, расположенного на рабочем столе программы EWB в отчет, подготавливаемый в текстовом редакторе Word, необходимо в меню Edit выделить команду Copy as Bitmap. После чего курсор мыши превращается в крестик, которым по правилу прямоугольника можно выделить нужную часть экрана. После отпускания левой кнопки мыши выделенная часть копируется в буфер обмена, содержимое которого может быть импортировано в любое приложение Windows.

1.1 Методика измерения частотных (ачх и фчх) характеристик

По определению, частотная характеристика параметра цепи есть зависимость от частоты отношения комплексной амплитуды отклика к комплексной амплитуде входного гармонического сигнала

H(jω) = Y_m/X_m.

Таким образом, ЧХ есть функция комплексной переменной jω – комплексной частоты, и ее называют комплексной частотной характеристикой (КЧХ), которую в показательной форме можно записать следующим образом:

H(jω) = Y_m/X_m=(Y_mе^{j φy})/ (X_mе^{j φx}) = (Y_m/X_m)е^{j φ(ω)}

Из записанного выражения следует, что комплексная функция состоит из двух действительных функций:

1. H(ω) = Y_m/X_m – АЧХ;

2. φ(ω) = φ_y - φ_x - ФЧХ.

Измерение АЧХ и ФЧХ с помощью генератора и осциллографа слишком трудоемко, значительно проще проводить измерения с помощью измерителя диаграмм Боде, входящего в состав виртуальной электронной лаборатории EWB. Передняя панель и его выводы показаны на рис.1.

В режиме измерения АЧХ (Magnitude) на экран выводится график зависимости от частоты отношения U_my/U_mx, где U_my -амплитуда гармонического сигнала по напряжению на выводах OUT - “ВЫХОД”, а U_mx – амплитуда гармонического сигнала по напряжению на выводах IN - “ВХОД”. В режиме измерения ФЧХ (Phase) на экран выводится график зависимости от частоты фазового сдвига между гармоническими сигналами по напряжению U_my на выводах “ВЫХОД”, и - U_mx на выводах “ВХОД”.

Настройка измерителя заключается в выборе масштабов по осям: логарифмический (кнопка LOG) или линейный (кнопка LIN), и в выборе пределов измерения по вертикальной и горизонтальной осям с помощью кнопок в окошках F – максимальное значение и I – минимальное значение.

И змерение конкретных значений АЧХ и ФЧХ можно проводить с помощью вертикальной визирной линии, которая в исходном положении находится в начале координат и перемещается по экрану с помощью мыши или кнопками ←, →.

Значения измеряемой функции и ее аргумента в месте установки визирной линии индицируется в окошках в правом нижнем углу.