- •Раздел 1 «Электротехника»
- •1. Тема курсовой работы:
- •2. Исходные данные:
- •4. Представить:
- •5. Рекомендуемая литература:
- •Введение
- •1. Разработка электрической функциональной и структурной схем
- •2. Синтез передаточной (системной) функции фильтрующего устройства для выделения преднамеренной гармонической помехи
- •3. Электрический расчет резонансного rlc колебательного контура
- •4. Оценка избирательных свойств резонансного rlc фильтра
- •Заключение
- •Список литературы
2. Синтез передаточной (системной) функции фильтрующего устройства для выделения преднамеренной гармонической помехи
Передаточной функцией W(p) исследуемого динамического объекта (фильтрующего устройства) называется функциональная зависимость его выходной величины UВЫХ(р) от входной UBX(p) в операторной форме записи при нулевых начальных условиях в виде отношения:
,
(2.1)
где
- оператор Лапласа;
p1, p2, … , pm - корни полинома числителя передаточной функции (2.1), называемые нулями;
p1, p2, … , pn корни полинома знаменателя передаточной функции (2.1), называемые полюсами.
Знаменатель передаточной функции (2.1) является характеристическим уравнением исследуемого динамического объекта. С помощью характеристического уравнения наиболее полно оцениваются динамические свойства любого исследуемого объекта. В курсовой работе характеристическое уравнение исследуемого резонансного фильтра в стандартной форме записи при п = 2 имеет вид:
ап рп +ап-1 рп-1 +…+ а1 р + а0 = T2 p2 + 2 Tξ p + 1, (2.2)
где ξ - коэффициент затухания (демпфирования) колебательного контура - резонансного фильтра;
Т - постоянная времени инерционности динамического звена - исследуемого резонансного фильтра.
Задачей разработки раздела 2 курсовой работы является нахождение (синтез) математического выражения для вычисления величин коэффициента затухания (демпфирования) ξ и постоянной времени инерционности Т.
1. Составляем согласно индивидуальному заданию (вариант № 15), электрическую схему исследуемого фильтра, что продемонстрировано на рис. 2.1.
Рисунок 2.1 – Электрическая схема исследуемого RLC фильтра
2. Изобразим заданную электрическую схему (рис. 2.1) в виде совокупности комплексных сопротивлений Z, которые показаны на рис. 2.2, и обозначим направления комплексных токов в ветвях.
Z1
Z2
Рис. 2.2
;
Z1
=
;
ХL
=
jωL;
;
(2.3)
Комплексное сопротивление Z1 может располагаться графически как в верхней, так и в нижней ветви схемы, изображенной на рис. 2.2.
.
(2.4)
Полагая,
что входное сопротивление выходного
блока 3 (рис. 2.1) имеет большую величину,
тогда его входные токи
и
можно принять равными нулю, а токи
=
=
=
.
Кроме того, полагаем, что источник 1 гармонического воздействия является идеальным, то есть обладает бесконечной мощностью и ток через него не протекает.
Тогда искомая передаточная функция резонансного RLC фильтра в комплексной форме записи примет вид:
.
(2.5)
Подставим выражения (2.3) и (2.4) в формулу (2.5) и, учитывая, что jω = p, получим искомую передаточную функцию RLC фильтра
.
(2.6)
3. Определим значение коэффициента затухания (демпфирования) ξ заданного колебательного контура (RLC фильтра), для чего сравним полученную передаточную функцию (2.6) с передаточной функцией, записанной в стандартной форме
.
(2.7)
Результат сравнения выражений (2.6) и (2.7) показывает, что в (2.6)
Т1 = RC и ─ постоянные времени инерционности колебательного контура;
-
коэффициент затухания (демпфирования)
колебательного контура.
Вычислим значение коэффициента затухания ξ
.
Так как вычисленное значение коэффициента затухания ξ меньше единицы, то делаем вывод, что в заданной электрической схеме RLC фильтра по варианту № 15 возможно явление резонанса.
Используя явление резонанса можно выделить и в дальнейшем подавить с помощью блока 3 (рис. 2.1) преднамеренную гармоническую помеху и защитить тем самым передаваемую информацию от воздействия этой преднамеренной гармонической помехи.
