Курсовая работа / Курсовая работа3
.pdfрисунок 2.4.
1 =
2 = −1268,7 + 9919,2
Вывод: поскольку вещественные части полюсов полинома Гурвица отрицательны, цепь устойчива, то есть свободные колебания в ней затухают.
3. Комплексная передаточная функция
11
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
( ) = |
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
−2 + ( |
1 |
(3 − 2 )) + |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
2 2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3−2 ) |
||||
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(− |
2 |
− ( |
|
)) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1− 2 2 2)(1− ) |
|||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
3 − 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
√( |
|
− 2) |
+ |
( |
|
( |
|
)) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 2 |
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
АЧХ = |( )| =
(1 − )
√( 21 2 − 2)2 + ( (31−−2 ))2
ФЧХ = ( ) = ( )
− |
|
− ( |
|
(3 − 2 ) |
|
, |
если < |
1 |
|
||||
|
|
|
) |
|
|
|
|||||||
2 |
(1 − 2 2 2)(1 − ) |
|
|||||||||||
( ) = |
3 |
|
|
(3 − 2 ) |
|
|
|
1 |
|
||||
− |
− ( |
) |
, |
если > |
|
||||||||
|
(1 − 2 2 2)(1 − ) |
|
|
|
|||||||||
{ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики полученных характеристик
график 3.1.
12
Тип фильтра: полосовой фильтр.
Вычислим:
Значения АЧХ и ФЧХ фильтра на частотах = 0 и = ∞
| (0)| = 0
lim | ( )| = 0
→∞
(0) |
= − |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|||
lim ( ) = − |
|
3 |
|||
2 |
|||||
→∞ |
|
|
Максимальное значение АХЧ на квазирезонансной частоте
крез 1589,9 Гц
( крез) 4,9117 В
13
Граничная частота полосы пропускания фильтра гр, АЧХ( гр), ФЧХ( гр)
АЧХ( гр) = 4,9117 3,4731 √2
Ширина посолы пропускания:
2 − 1 1589,9 Гц
2 2045,9 Гц
1 1238,1 Гц
Значения АЧХ, ФЧХ ARC-фильтра, содержащего 6 звеньев 2 порядка
|
|
|
|
6( ) = |
вых |
= |
( ) |
∙ ( ) ∙∙∙∙ |
|
( ) |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вх |
1 |
|
|
2 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
+ ( |
1 |
(2 + |
|
1 |
|
|
)) + |
1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
1 − |
2 2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
||||
6( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3−2 ) |
||
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(−2 |
− ( |
|
)) |
|||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1− 2 2 2)(1− ) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
3 − 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
√( |
|
|
− 2) + |
( |
|
( |
1 − )) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
( |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14
6
АЧХ =
(1 − )
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
3 − 2 |
|||
|
|
|
|
|||||
√( |
|
|
− 2) |
|
+ ( |
|
( |
1 − )) |
2 |
2 |
|
|
|||||
( |
|
|
|
|
|
|
|
) |
ФЧХ = 6 (− |
|
− ( |
(3 − 2 ) |
|
|
|
)) |
||
2 |
(1 − 2 2 2)(1 − ) |
(3 − 2 )
= −3 − 6 ((1 − 2 2 2)(1 − ))
15
4. Переходная характеристика цепи
( ) =
(1 − )
2 + ( |
1 |
(2 + |
1 |
)) + |
1 |
|
|
1 − |
2 2 |
||||
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) |
= |
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
||||
|
|
2 + ( |
1 |
(2 + |
1 |
)) + |
1 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
1 − |
2 2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдём корни полинома Гурвица v(p):
|
|
|
|
( ) = 2 + ( |
1 |
|
|
|
( |
3 − 2 |
)) + |
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 − |
2 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 3 − 2 |
|
|
|
|
|
|
1 3 − 2 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
( |
|
|
|
( |
1 − )) |
|
|
|
|
√( |
|
|
( |
1 − )) |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
1,2 = − |
|
|
|
|
|
|
|
|
± |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
2 2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
По теореме разложения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|||||||||||||
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
||||||
|
|
2 |
+ ( |
1 |
|
(2 + |
1 |
|
|
)) + |
|
|
1 |
|
|
|
( − 1)( − 2) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
1 − |
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=− 1 + − 2
(1 − ) = ( − 2) + ( − 1)
16
= (1 − )
= (1 − ) (2 − 1)
Тогда
( ) = 1 + 2
1 = − −
2 = − +
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
−2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
( ) = |
1 |
|
|
|
|
|
|
− |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
1 |
(2+ |
1 |
)) |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
= √ |
− 2 = 9919,2 |
, |
= |
= |
|
|
|
1− |
= 1268,7 |
||||||||||||||
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Или в численном виде
17
( ) = −0,25128 ∙ −1268,7 ∙ sin(9919,2 )
График переходной характеристики показан на рисунке.
график 4.1.
18
Вычислим:
Декремент затухания свободных колебаний:
∆ 2,2337
Длительность переходного процесса:
пп 0,0054 с
Максимальное значение переходной характеристики:
| ( = 0,00015)| = 0,2070
Оценим допустимую величину ступенчатого воздействия на фильтр:
При подаче на вход единичного ступенчатого воздействия (1 В) на выходе максимальное значение становится равным 0,2070 В.
1 |
= |
макс |
→ |
0,2 |
|
= 0,9662 В |
|
|
|
|
|||
доп |
0,2 |
доп |
0,2070 |
|
||
|
|
19
5. Спектральное представление
Комплексная спектральная плотность напряжения на входе:
= 1 В { и = 3,6 ∙ 5,7 10−4 с
Видеоимпульс прямоугольной формы.
график 5.1.
1( )
0 и
|
|
и |
|
( и) |
( ) = 2 ∙ − |
|
∙ sin |
2 |
|
2 |
|
|||
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20