- •Федеральное агентство по образованию
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
- •Образования
- •Уфимский государственный авиационный технический университет
- •Методы расчета электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые источники
- •К курсовой работе по дисциплине: Электротехника
- •Расчет а-параметров четырехполюсника, усилителя и каскадного соединения
- •1.1. Расчет Схемы пассивного четырехполюсника, активного
- •Расчет а-параметров пассивного
- •Расчет а-параметров усилителя типа а
- •2.2. Расчет кчх по напряжению каскадного соединения
- •2.3. ПостроЕние частотныХ характеристик ачх k() и фчх ()
- •Анализ цепи в переходном режиме
- •Расчет частотных характеристик и переходного процесса в исследуемой электрической цепи с применением пакета Electronics Workbench 5.12
- •Заключение
- •5. Список литературы
Расчет а-параметров четырехполюсника, усилителя и каскадного соединения
1.1. Расчет Схемы пассивного четырехполюсника, активного
четырехполюсника и их каскадного соединения
Построим схемы четырёхполюсников.
Используя полученное индивидуальное задание, построим схемы пассивного (рисунок 1.1) и активного (рисунок 1.2) четырёхполюсников, учитывая, что при R=0 данный участок цепи закорачивается, а при С=0-разрыв ветви.
ZAD6-149023-1 Z
1;Y2;Y3; F=50
Гц; R0=0
кОм R1=0,4
кОм С1=4
мкФ R2=3
кОм C2=0,0
мкФ R3=4.5
кОм C3=0,4
мкФ RN=2,1
кОм U=150
мВ =40
ГРАД Усилитель
A
R2
1
2
R3
R1
U2
U1
C1
C3
1'
2'
Рисунок 1.1
В соответствии с вариантом задания построим схему активного четырехполюсника:
Рисунок 1.2
Расчет а-параметров пассивного
четырехполюсника
Определим параметры сопротивлений пассивного четырехполюсника:
=2 f=2·50·3,1415=314,15 c-1
См
Ом
См
Так как пассивный четырехполюсник П-образный, то его А-параметры имеют вид:
A =1+ = 1,1617+ j0,2856
= 3000 Ом
D =1+
Проверим принцип взаимности:
A ·D - В · С = =
= 0,99957 - j0,00001386 1
Следовательно, принцип взаимности выполняется.
Расчет а-параметров усилителя типа а
Рассчитываем А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками.
Формализованные схемы замещения транзисторов основаны на их представлении в виде четырехполюсников, которые могут быть охарактеризованы одной из шести систем уравнений, связывающих между собой входные и выходные токи и напряжения. Широко используется система h-параметров, так как эти параметры легко измерить и определить по ВАХ транзистора :
На рисунке 1.3 показана эквивалентная схема замещения параллельного соединения транзистора и одноэлементного четырехполюсника с сопротивлением Rа :
Рисунок 1.3
Для усилителя А транзисторы заданы параметрами:
h11=103 Ом;
h12=10-4 Ом;
h21=5*(n+10) = 55 Ом;
h22=10-4 См;
Ra=1 Ом
Находим А-параметры по заданным формулам:
;
Ом;
См;
.
Расчет А-параметров каскадного соединения
пассивного и активного четырехполюсника
Уравнения четырехполюсников в матричной форме для каскадного соединения:
Определение входного сопротивления Rвх.А
усилителя
Ом.
Нахождение коэффициента передачи по
напряжению КП пассивного
четырехполюсника
Нахождение коэффициента передачи по
напряжению КА активного
четырехполюсника
Нахождение коэффициента передачи по
напряжению К каскадного соединения
четырехполюсников
а) по А-параметрам каскадного соединения четырехполюсников с активной нагрузкой
б) по коэффициентам передачи КП и КА четырехполюсников
РАСЧЕТ КОМПЛЕКСНЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Расчет комплексной частотной характеристики (КЧХ) по напряжению для пассивного четырехполюсника
для пассивного четырёхполюсника,
нагруженного на сопротивление Rвх. А
где - амплитудно-частотная характеристика пассивного четырёхполюсника,
- фазо-частотная характеристика пассивного четырёхполюсника.
Кп на 50 Гц
A= 1,1617+ j 0,2856
B=3000
Кп =0,246013-j0,01728
Модуль 0,246013
Фаза -4,02968
Kп для частоты 100 Гц
A= 1,37415+j0,3308
B=3000
Кп=0,232935-j0,018058
Модуль 0,23363
Фаза -4,4329
Kп для частоты 200 Гц
А=1,55767+j0,24654
B=3000
Kп=0,22398-j0,012407
Модуль 0,224329
Фаза -3,1704
Kп для частоты 400 Гц
A=1,6356+j0,1405
B=3000
Kп=0,22059-j0,006843
Модуль 0,2207
фаза -1,7769
Kп для частоты 800 Гц
A=1,6586+j0,07279
B=3000
Kп=0,21963 -j0,0035124
Модуль 0,21966
Фаза -0,91619
Kп для частоты 1600 Гц
A=1,6646+j0,03672
B=3000
Kп=0,21938-j0,001767
Модуль 0,21939
Фаза -0,4617
Таблица 1.
, Гц |
, с-1 |
АЧХ |
ФЧХ |
1 50 |
6,28 314,159 |
0,254 0,246013 |
-0,467 -4,02968 |
100 |
628,318 |
0,23363 |
-4.4329 |
200 |
1256,637 |
0,224329 |
-3.1704 |
400 |
2513,274 |
0,2207 |
-1.7769 |
800 |
5026,548 |
0,21966 |
-0.91619 |
1600 |
10053,096 |
0,21939 |
-0.4617 |