- •1 Теория цепей гармонического тока
- •2 Методы расчета цепей
- •3 Четырехполюсники
- •5 Спектральный анализ управляющих колебаний
- •6 Спектральный анализ радиосигналов
- •7 Дискретные сигналы
- •8 Прямые методы анализа линейных цепей
- •9 Суперпозиционные методы анализа линейных цепей
- •10 Устойчивость
- •11 Линейные цепи с распределенными параметрами
- •12 Нелинейные элементы и их характеристики
- •13 Основные нелинейные преобразования колебаний
- •14 Генерирование колебаний
3Четырехполюсники
3.1Для схемы, изображенной на рисунке 3.1, определить А-параметры.
3.2Для схемы, изображенной на рисунке 3.1, определить Z-параметры и Y- параметры:
а) путем пересчета через |
А- |
|
|
|
|
|
Рисунок 3.1 |
|
|||
параметры, полученные при решении |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
задачи 3.1; |
|
|
|
|
|
б) непосредственно из схемы, |
|
|
|
||
используя опыты короткого замыкания и холостого хода. |
|
|
|||
3.3 Определить параметры Н11 |
и Н12 четырехполюсника, изображенного на |
||||
рисунке 3.2, если XL = 2,96 кОм, XC = 1,69 кОм, |
R = 0,1 кОм. |
|
|
||
3.4 Определить Z-параметры четырехполюсника, изображенного на |
|||||
рисунке 3.3, если частота f = 150 Гц, L = 3,14 Г, C = 6,28 мкФ, |
R = 100 Ом. |
||||
3.5 Воздушный трансформатор имеет параметры: R1 = 2 Ом, |
L1 = 0,5 мГ, |
R2 = 3 Ом, L2 = 0,72 мГ, Kсв = 0,5.
Определить А-параметры четырехполюсника, эквивалентного данному трансформатору, при частоте питающего напряжения f = 10 кГц.
Рисунок 3.2 |
|
Рисунок 3.3 |
|
|
|
|
3.6 Рассчитать входное сопротивление четырехполюсника, изображенного |
||||||
на рисунке 3.4, если R = 100 Ом, XL = 200 Ом, |
XC = 100 Ом, Rн = 200 Ом. |
|||||
|
3.7 |
Рассчитать по условию задачи 3.6 |
||||
|
входное |
сопротивление |
|
четырех- |
||
|
полюсника со |
стороны |
зажимов |
2–2', |
||
|
нагруженного на сопротивление |
Rн= 150 Ом, |
||||
|
подключенное к зажимам1–1'. |
|
|
|
||
|
3.8 |
Два |
одинаковых |
четырехполюсника |
||
Рисунок 3.4 |
задачи 3.6 (без нагрузки) соединены каскадно. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Изобразить схему соединения четырехполюсников и определить матрицу А- параметров результирующего четырехполюсника.
3.9 Два одинаковых четырехполюсника задачи 3.6 соединены: а) последовательно; в) последовательно-параллельно; б) параллельно; г) параллельно-последовательно.
Длявсехслучаеввычертитьсхемусоединения,адляслучаевв, гопределить матрицы соответственно Н- и F-параметров.
3.10Для четырехполюсника задачи 3.6 определить характеристические параметры: характеристические сопротивления и коэффициент распространения четырехполюсника.
3.11Определить А-параметры симметричного четырехполюсника, если
Z |
= Z |
|
o |
′ |
Ом, |
o |
2 |
= 680e j3 26 |
γ=18,35e j16 15′. |
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
C |
|
C |
|
|
|
|
3.12 Опыты холостого хода и короткого замыкания для симметричного четырехполюсника дали результаты:
Uх.х =10 В, Ix.x =0,447 А, Px.x =2 Вт (φх.х > 0);
Uк.з =10 В, Iк.з = 0,5 А, Рк.з = 3 Вт (φк.з > 0).
Определить характеристические сопротивления и коэффициент распространения четырехполюсника.
3.13Коэффициенты четырехполюсника А11 = 1,3 + j0,2; А21 = 0,05; А22 = 1 − j0,5. При каком чисто активномсопротивлении нагрузки U1 и I1 совпадут по фазе?
3.14Показать, что четырехполюсник задачи 3.6 не может быть физически реализован в виде эквивалентного П-образного четырехполюсника.
3.15Четырехполюсник задачи 3.6 включен между генератором, у которого
Zi = 150 Ом, и нагрузкой Zн = 200 Ом. Определить коэффициенты передачи напряжения KU и тока KI.
4Частотно-избирательные цепи
4.1Рассчитать ФНЧ при Ri = Rн = 1 кОм, ωс = 106 рад/с, Кп = 3,2. Изобразить схему цепи.
4.2Рассчитать ФВЧ при RL = Rн = 1 кОм, ωс = 106 рад/с, Кп = 3,2. Изобразить схему цепи.
4.3Рассчитать полосовой фильтр при Ri = Rн = 1 кОм, Кп = 3,2; f0 = 10 кГц.
4.4Определить частоту среза Т-образного ФНЧ, предназначенного для
телеграфирования,укоторогоиндуктивностькаждогоплеча |
L = 3 Г, а емкость |
C = 5,3 мкФ. |
|
4.5Найти элементы П-образного ФНЧ, характеристическое сопротивление которого R = 600 Ом и частота среза f = 3200 Гц.
4.6Рассчитать Т-образный ФНЧ, имеющий характеристическое сопротивление R = 600 Ом и частоту среза f = 3,2 кГц.
4.7 Определить частоту среза П-образного ФНЧ, у которого 2L2 = 0,4 Г,
С1 = 0,7 мкФ.
4.8Рассчитать П-образный ФНЧ, Г-образный ПФ и Т-образный ФВЧ,
работающие на нагрузку Rн = 4 Ом и имеющие полосы
прозрачности на уровне 0,707 от 20 Гц до 300 Гц – у ФНЧ, от 300 Гц до 5 кГц – у ПФ и от 5 кГц до 20 кГц – у ФВЧ. Изобразить схему и примерный вид АЧХ для каждого фильтра.
4.9Рассчитать заграждающий Г-образный фильтр с частотой среза f = 460 кГц и f = 470 кГц, работающий на нагрузку Rн = 1 кОм.
4.10Активный RC-фильтр собран по схеме, изображенной на рисунке 4.1. Определить частоту прозрачности фильтра, если усилитель имеет коэффициент усиления по напряжению К = 2 и входное сопротивление R.
4.11Последовательный колебательныйконтур имеетпараметры: R = 10 Ом, L = 1000 мкГ, C = 1000 пФ. Определить вторичные параметры контура.
4.12В последовательном контуре прирезонансеамплитуда тока Im = 100 мА
иамплитуда напряжения на емкостиUm = 120 B. ЭДС генератора (В):
e(t)=2cos2 106t .
Определить первичные и вторичные параметры контура.
4.13 Входной контур радиоприемника, изображенный на рисунке 4.2,
имеющий индуктивность L = 30 мкГ и затухание |
d = 0,0125, настроен на |
|
радиостанциюсрабочейдлиной волны |
λ = 150 м. ЭДС, наводимая в контуре, |
E = 100 мкВ. Определить емкость контура и амплитудные резонансные значения тока в контуре и выходного напряжения.
4.14 Контур входной цепи приемника, изображенный на рисунке 4.2, настроен на частоту f0 = 2 МГц и имеет добротность, равную 100. На антенну воздействуют одновременно полезный сигнал с частотой fс = 2 мГц и помеха с частотой fп = 2,05 мГц и равными амплитудами. Определить, во сколько раз амплитуда сигнала на выходе контура будет больше, чем амплитуда помехи.
Рисунок 4.1 |
Рисунок 4.2 |
4.15 Последовательный колебательный контур настроен на частоту f0 = 560 кГц. Характеристическое сопротивление контура ρ = 700 Ом и сопротивление активныхпотерьR =10Ом.Определить,длякакихчастотвходноесопротивление
контура будет Zк = 10 2 (рассматривается область малых расстроек).
4.16Первичные параметры последовательного колебательного контура: L = 370 мкГ, C = 65 пФ, R = 20 Ом. Определить значения крайних частот полосы прозрачности контура.
4.17Первичные параметры последовательного колебательного контура: L = 0,4 мГ, C = 300 пФ, R = 11 Ом. Определить сопротивления резисторов, которые следует включить в контур последовательно или параллельно (каждое в отдельности), чтобы полоса пропускания контура стала 20 кГц.
4.18Определить емкость конденсатора, который необходимо
включить последовательно с катушкой индуктивности, имеющей индуктивность L = 158 мкГ и активное сопротивление R = 16 Ом для того, чтобы цепь была настроена на резонанс при частоте f = 1 МГц.
4.19 В последовательный контур с параметрами: L = 100 |
мкГ, |
C = 100 пФ |
и R = 10 Ом включен источник ЭДС, имеющий U = 1 В и ω |
= 1,002 |
.107 рад/с. |
Определить реактивное и полное сопротивления контура, ток, активную мощность, напряжение на конденсаторе, сдвиг фаз между приложенным напряжением и током, сдвиг фаз между входным напряжением и напряжением на емкости, а также коэффициенты передачи по току и напряжению.
4.20 Последовательный контур имеет параметры: L = 100 мкГ и С= 100 пФ. Построить графически амплитудные и фазовые характеристики для коэффициентов передачи по току и напряжению для сопротивления активных потерь контура R = 5, 10 и 20 Ом.
4.21 Параллельный контур образован индуктивной ветвью с параметрами: L = 4 мГ, R1 = 160 Ом и емкостной ветвью с параметрами: C = 0,1 мкФ, R2 = 120 Ом. Выяснить, является ли данный контур высокодобротным.
4.22 Параллельный колебательный контур с параметрами: |
L = 100 мкГ, |
C = 400 пФ, R = 50 Ом настроен в резонанс с источником, который создает на |
|
контуре напряжение Uк.р = 1000 В. Определить резонансную |
частоту fр, |
сопротивление контура, ток |
|
вконтуре и общей ветви, активную мощность в контуре.
4.23Чему равно эквивалентное резонансное сопротивление параллельного
контура с параметрами: L = 9 мкГ, C = 100 пФ и |
R = 3 Ом, зашунтированного |
|
сопротивлением Rш = 30 кОм? Как изменилась добротность контура при |
||
шунтировании? Изобразить схему цепи. |
|
|
4.24 Контур 1-го вида с параметрами: L = 0,5 мкГ, R1 = 21 Ом, |
f0 = 465 |
кГц является нагрузкой лампы с Ri = 80 кОм. Входное сопротивление последующего каскада R = 240 кОм. Определить эквивалентное сопротивление и полосу пропускания контура.
4.25 Контур 2-го вида с параметрами L = 200 мкГ, С = 100 |
пФ, R = 50 Ом |
служит нагрузкой усилительного каскада на транзисторе |
с внутренним |
сопротивлением Ri = 10 кОм. Определить коэффициент включения контура при |
условии его согласования с источником (Rк.р = Ri).
4.26Определить емкости контура 3-го вида,предназначенногодля выделения сигналана частоте 1 МГциподавления помехи счастотой, в три раза меньшей,если индуктивность контура L = 50 мкГ.
4.27Параллельный колебательный контур, используемый как
заграждающий фильтр («фильтр-пробка») для помехового сигнала с частотой fп = 1 МГц, изображен на рисунке 4.3. Рассчитать, во сколько раз будут ослабляться помеха и полезный сигнал с частотойf = 5 МГц, если параметры контура: R = 20 Ом, С = 200 пФ, а входное сопротивление приемника R = 200 Ом.
4.28Определить первичные параметры параллельного контура
с Q = 100, Rк.р = 10 кОм, если резонансная длина волны λр= 628 м.
4.29 |
Параллельный |
контур, |
|
настроенный |
на частоту f0 = 600 кГц и |
|
|
имеющий Rк.р = 40 кОм, а полосу |
|
||
пропускания |
fп = 8 кГц, подключен к |
|
|
генератору, укоторогоRi = 0,5 |
МОм.Каким |
|
|
сопротивлением необходимо шунтировать |
|
||
контур в целях расширения |
его полосы |
Рисунок 4.3 |
|
пропускания до 10 кГц? |
|
||
|
|
4.30 Параллельный контур 2-го вида имеет параметры:L1 = 63 мкГ, L2 =2мкГ, C2 =180пФ, R =10 Ом.Ток вобщей ветвиконтура I =61мА. Определить ток в контуре, напряжение на контуре и резонансное сопротивление контура.
4.31 Два индуктивно связанных контура имеют параметры: |
L1 = 400 мкГ, |
L2 = 900 мкГ,М=12 мкГ. Определитькоэффициентсвязи. |
|
4.32Определить индуктивность связи для двух контуров с
автотрансформаторной связью, если L1 = 60 мкГ, L2 = 30 мкГ,
Ксв = 0,136.
4.33Длясвязанныхконтуровсвнутриемкостнойсвязьюкоэффициентсвязи
Ксв = 5,2 %, а С1 = С2 = 100 пФ. Определить емкость связи.
4.34 Известны следующие параметры системы двух индуктивно связанных контуров: L1 = 250 мкГ, С1 = 1000 пФ, R1 = 5 Ом, L2 =
500 мкГ, С2 = 500 пФ, R2 = 10 Ом. Коэффициент связи К св = 1 %, рабочая длина волны λр = 942 м. Определить активное и реактивное сопротивления, вносимые в контур, и эквивалентное сопротивление первичного контура.
4.35 Определить, при какой емкости С1 ток во вторичном контуре достигает максимального значения, вычислить силу этого тока, если L1 = 1,4 мГ, R1 = 10 Ом,
L2 = 1 мГ, С2 = 1020 пФ, R2 = 30 Ом, М = 0,1 мГ, Еm1 = 30 В, ω = 1,03.106
рад/с.
4.36 Два индуктивно связанных контура имеют параметры: L1 = 8 мкГ,
R1 = 10 Ом,L2 = 12 мкГ,С2 = 90 пФ, R2 = 8 Ом. Определить, при какой емкостиСсв и при каком коэффициенте связи ток во вторичном контуре достигает
максимально возможного значения.
4.37 Два одинаково настроенных контура с параметрами L1 = 12 мкГ,R1 = 10 Ом,L2 = 12 мкГ,R2 = 8 Ом подключены к источнику с ЭДС E= 4 В и частотой
f = f0 = 5.106 Гц. Определить, при каком значении M ток I2 = I2max. Определить силу тока во вторичномконтуре.
4.38Два одинаковых индуктивно связанных контура с параметрами C = 150 пФ, R = 30 Ом, M = 5,2 мкГ настроены методом полного резонанса на частоту источника с ЭДС E = 300 В. Определить индуктивность контуров и ток во вторичном контуре.
4.39Два одинаковых индуктивно связанных контура имеют
параметры: R1 = R2 = 10 Ом, C1 = C2 = 100 пФ, Xсв = 32 Ом и настроены на частоту f0 = 2 МГц. Определить частоту связи fр2 и fр3.
4.40 Два индуктивно связанных контура с одинаковой добротностью Q = 50 настроены каждый в отдельности на частоту f0 = 465 кГц и обеспечивают полосу пропускания f = 15 кГц. Определить коэффициент связи.