Введение

Целью курсовой работы по теме "Схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей" является формирование навыков самостоятельной работы над техническими задачами, приобретение навыков анализа, моделирования и расчета с использованием прикладных пакетных программ на примере простых электрических цепей.

Целью данной курсовой работы является закрепление навыков нахождения частотных характеристик цепи различными способами.

Основными целями курсовой работы является формирование навыков обоснованных предположений о характере частотных характеристик цепи непосредственно по ее схеме, исследование и получение входных и передаточных операторных функций, расчет частотных характеристик по выражениям амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик с использованием автоматизированных методов анализа цепей.

Формирование навыков обоснованных предположений о характере частотных характеристик цепи непосредственно по ее схеме, формирование навыков получения и анализа операторных функций цепи и овладение для схем с зависимыми источниками методом узловых потенциалов в матричной форме как одним из базовых методов автоматизированного машинного анализа электрических цепей в частотной области в стационарном режиме.

1. Исходные данные

Исходные данные нагрузки показаны в таблице 1.1.

Исходные данные транзистора показаны в таблице 1.2

Таблица 1.1 - Исходные данные нагрузки

ρ, Ом	N
150	0,04

Индивидуальная схема показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема нагрузки

Таблица 1.2 - Исходные данные транзистора М4

Номер транзистора	СЗИ	ССИ	СЗС	S0	RЗ	RС
	пФ	пФ	пФ	мА/В	Ом	Ом
П1	4,8	2,9	1,1	12,3	11	980

Схема полевого транзистора показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2- Схема полевого транзистора М4

Расчёт граничной частоты транзистора осуществляется по формуле:

Расчёт частоты резонанса осуществляется по формуле:

Для выбранной схемы нагрузки значения индуктивности и емкости равны:

Расчёт сопротивлений нагрузки осуществляется по формулам:

Расчёт предполагаемой резонансной частоты:

рад/с

2. Исследование схемы нагрузки

2.1 Качественный анализ частотных характеристик входной функции

Качественный анализ частотных характеристик будем проводить, исходя из схемы реактивного двухполюсника (рисунок 2.1).

Рисунок 2.3 - Схема реактивного двухполюсника

На частоте , (замыкание на , разрыв на ). Так как сопротивление катушки при , а сопротивление конденсатора бесконечно велико , ток пойдет через индуктивность .

На частоте (разрыв на , замыкание на ). При частоте , а , соответственно ток пойдёт через конденсатор .

Для определения числа резонансов, воспользуемся формулой:

,

где - число независимых реактивностей. Тогда будет равен:

.

Рисунок 2.4 - Диаграмма реактивных сопротивлений

График модуля изображён на рисунке 2.3:

Рисунок 2.5 - Модуль диаграммы реактивностей

Учет влияния сопротивлений и на крайних частотах и на основе эквивалентных схем для и показан на рисунке 2.4:

Рисунок 2.6 - Эквивалентные схемы замещения нагрузок на крайних частотах: а) исходная схема, б) , и)

Так как сопротивление Rш шунтирует вход, то на любой частоте. При , , так как ток пойдёт через замыкание на катушке. Предположим, что , при этом . При , , учитывая, что ,

В результате проделанного анализа можно утверждать, что АЧХ входного сопротивления имеет вид, показанный на рисунке 2.5:

Рисунок 2.7 – Предполагаемый АЧХ входного сопротивления нагрузки

В соответствии с диаграммой ФЧХ реактивного двухполюсника имеет вид, показанный на рисунке 2.6:

Рисунок 2.8 – Предполагаемых характер ФЧХ реактивного двухполюсника

Зная, что при ток в цепи пойдёт через замыкание на индуктивности, следует вывод, что , при , . Учитывая, что при ток пойдёт через резисторы и конденсатор, изначально и постепенно ФЧХ примет значение .