Курсовая ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ПАССИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт: Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности

Направление подготовки:12.03.04 Биотехнические системы и технологии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ПАССИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Вариант №45

по дисциплине: Анализ ЦиС БТС

Выполнил студент гр.

Отчет принят:

Кандидат технических наук Нам. И.Ф.

Томск 2020 г.

Исходные данные:

R=470 Ом; С=12 мкФ; L=22 Гн

Программа работы:

1. Физический анализ цепи. Построение приближенных входных и передаточных частотных характеристик.

Рассмотрим 3 случая:

1)

Делим схему на 2 звена и заменяем эквивалентной схемой

Ⅰ звено:

Реакция цепи стремится к чисто активной

т.к. U_L – закоротка, следовательно, U_вых1 , K_U1=0. Входное напряжение синфазно входному току.

Т.к. выходное напряжение снимается с катушки, а напряжение катушки опережает ток на , а входной ток синфазен входному напряжению

Ⅱ звено=Ⅰ звено, следовательно K_U2=0;

2)

Ⅰ звено:

U_вых1=U_L

U_вх= U_R+U_L=I_вх‧R+U_L U_вх=U_вых1=U_L

Входной ток отстаёт от входного напряжения на (т.к. сопротивление звена чисто индуктивное).

Так как выходное напряжение равно напряжению на катушке, а напряжение на катушке опережает ток на _KU1=0

Ⅱ звено=Ⅰ звено, следовательно K_U2=0;

Общее:

K_U=K_U1‧K_U2=1

3) ω= ω_i

Т.к. реакция цепи стремится к активно-индуктивной, то:

2. Получение аналитических зависимостей для входных и передаточных частотных

характеристик (Z_вх; Z_вх; φ_Zвх; К_u; К_u; φ_кu). Проверка полученных выражений на предельных

частотах, сравнение с результатами физического анализа. Определение характерных

параметров: максимального и граничного коэффициентов передачи, граничной(ых) или

квазирезонансной частот, полосы пропускания и подавления.

Входные характеристики:

Проверка:

1) ω=0; =0; Z_вх(0)=

2) ω= ; = ; Z_вх( )=

Проверка:

1) ω=0; =0;

2) ω= ; = ;

Передаточные характеристики:

Проверка:

1) ω=0; =0;

2) ω= ; = ;

Проверка:

1) ω=0; =0;

2) ω= ; = ;

K_{U гр}= K_U(ω)=

y²-7xy-x²=0

(0;56,9) – полоса подавления

(56,9;∞) – полоса пропускания

3. Проведение расчетов по полученным выражениям (использовать программу типа

Mathcad), значения параметров в крайних точках не должны отличаться от значений на

предельных частотах более чем на 5%.

4. Построение входных и передаточных частотных характеристик по результатам

расчетов (при необходимости использовать логарифмический масштаб по оси частот).

5. Построение годографа.

Рабочая точка движется из точки с координатами (-1;0), в точку с координатами (0;0).

6. Построение векторных диаграмм. Рассмотреть три случая: относительно низкие

частоты, относительно высокие и средние. Соотношение между реактивным и активным

сопротивлениями выбирать из диапазона 1÷4.

7. Моделирование схемы в Multisim, получение передаточных частотных

характеристик.

АЧХ

ФЧХ

8. Выводы.

Проведя частотный анализ, можно сказать, что данная схема является фильтром верхних частот т.к. полоса пропускания от 56,9 Гц до ∞. Из физ. анализа и мат. анализа видно, что данная цепь хорошо пропускает сигналы высоких частот.