Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Рассчет активного RC фильтр третьего порядка на операционном усилителе с емкостной отрицательной обратной связью и фильтра верхних частот (ФВЧ) с характеристикой Чебышева

happy_woman 552 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 46 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 12.11.2020
Цель курсовой работы: • Расчёт активного RC фильтра третьего порядка на операционном усилителе с емкостной отрицательной обратной связью; • Расчет фильтра верхних частот с характеристикой Чебышева. Задачи курсовой работы: • Провести анализ ARC-цепи; • Составить схему замещения ARC-цепи; • Найти комплексную передаточную функцию; • Найти переходную характеристику цепи и построить её график; • Получить выражения для комплексных спектральных плотностей входного и выходного напряжений при поступлении на вход прямоугольного видеоимпульса напряжения; • Найти реакцию цепи при воздействии на цепь периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов. • Построить АЧХ и ФЧХ режекторного фильтра; • Рассчитать двусторонне нагруженный LC-фильтр.
Введение

В современном мире информация окружает нас постоянно. Фильтры помогают нам защищать собственные данные, а также отсеивают ложные. Для целей, которые нам необходимы в реальной жизни, мы можем подобрать такой фильтр, который будет пропускать сигнал на нужных нам частотах и не пропускать лишние сигналы. Таким образом, тема моей работы актуальна.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 2 1. Анализ ARC-цепи 3 2. Расчёт ФВЧ с характеристикой Чебышева 21 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 26 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 27 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 2 40
Список литературы

Отрывок из работы

1. Анализ ARC-цепи Расчет активного RC-фильтра третьего порядка на операционном усилителе с емкостной отрицательной обратной связью. 1.1. Содержание задания Найти в табл. 1.1 номер схемы для своего варианта ARC-цепи. Требуется: 1. Выбрать для своего варианта ARC-цепь из табл.1.2 и рассчитать значения её параметров для числа N=4 M=3. 2. Найти операторную передаточную функцию ARC-цепи типа H(p)=U2(p)/U1(p). С этой целью составить схему замещения цепи, заменив усилитель его соответствующей схемой замещения в виде источника напряжения управляемого напряжением (ИНУН) из табл. 1.3. Для полученной схемы замещения применить метод узловых напряжений, т.е. составить систему узловых уравнений и использовать её для нахождения H(p) (базисный узел показан значком заземления в схемах ARC-цепей табл.1.2). Сопротивление R0 (в схемах ARC-цепей, где оно есть) при получении H(p) не учитывать. Сопротивление R0 необходимо учитывать при построении графика переходной характеристики h(t) на ПК. 3. Получить комплексную передаточную функцию H(j?) путём замены переменной p=j? в H(p). Записать выражения для амплитудно- частотной H(?)=|H(j?)| и фазочастотной ?(?)=argH(j?) характеристик. Построить графики АЧХ и ФЧХ в диапазоне частот 0…?. При использовании ПК рекомендуется выбирать fmin=1 Гц и fmax таким, чтобы на графиках отображались характерные качества АЧХ и ФЧХ исследуемой ARC-цепи. Обычно, fmax=5…100 кГц. 4. Найти переходную характеристику цепи h(t) по операторной передаточной функции H(p). Построить график h(t) при изменении времени от 0 до ?. При использовании ПК рекомендуется выбирать tmin= 1 нс, а время tmax – таким, чтобы было чётко видно установившееся значение h(t). Обычно, tmax= 0,1…5 мс. По рассчитанному графику переходной характеристики цепи h(t) определить период свободных колебаний Tсв и частоту свободных колебаний fсв (?св=2?fсв), а также декремент затухания =h(t1)/h(t1+Tсв), где t1 – значение времени при максимальном значении переходной характеристики (h(t1)=max h(t)). 5. Получить выражения для комплексных спектральных плотностей напряжения на входе U1(j?) и выходе U2(j?) цепи, если на вход поступает прямоугольный видеоимпульс напряжения с амплитудой U и длительностью tи (рис. 1.1,а). Рассчитать и построить график спектральной плотности амплитуд напряжения |U1(j?)| прямоугольного импульса, у которого амплитуда U=1 В, а длительность равна tи=3,6•Tсв/N, мс. Также построить графики АЧХ=|H(j?)| и спектральной плотности амплитуд напряжения на выходе цепи |U2(j?)|=|U1(j?)|•|H(j?)|. Графики строить в интервале частот 0 ? 4?0 с шагом 0,2?0 , где ?0=2?/tи. 6. Найти реакцию цепи u2(t) при воздействии на ARC-цепь периодической последовательности прямоугольных видеоимпульсов (рис. 1.1,б). Воздействие u1(t) представлено с допустимой погрешностью в виде усечённого ряда Фурье: Для всех вариантов амплитуда импульсов U=1 В, n=6, T=0,1(M+N)? мс. В табл. 1.3 приведены амплитуды Uk и начальные фазы гармоник в ряду Фурье, включая нулевую гармонику , рассчитанные для разных значений скважности Q= последовательности импульсов (см. рис. 1.1,б). В курсовой работе необходимо представить рисунок воздействия u1(t) для своего варианта с учётом скважности Q и записать выражение для u1(t) в виде усечённого ряда Фурье, пользуясь табл. 1.3. Далее рассчитать значения АЧХ |H(jk?1)| и ФЧХ ?(k?1) на частотах гармоник k=0, 1, 2, … , 6. Затем рассчитать значения амплитуд Uk2 и начальных фаз напряжения на выходе цепи: Записать выражение для реакции цепи u2(t) как сумму гармонических составляющих. Построить графики спектров амплитуд и фаз входного и выходного напряжений. 1. Рассматриваем заданную схему ARC-цепи Рисунок 1.2. Расчетная схема ARC-цепи Параметры ARC-цепи: 2. Составляем схему замещения, заменив усилитель управляемым источником напряжения (ИНУН). Рисунок 1.3. Схема замещения ARC-цепи Записываем узловые уравнения для узлов 3 и 4. Кроме того, из схемы замещения видно, что . Из второго уравнения выражаем U3(p) через U2(p): Подставляя в первое уравнение, получаем: После подстановки значений параметров цепи, получаем: 3. Находим комплексную передаточную функцию, заменяя в H(p) переменную p=j?: Выражение для АЧХ примет вид: Выражение для ФЧХ примет вид: Вид графиков АЧХ и ФЧХ, рассчитанных на ПК для ARC-цепи с использованием программы MathCad. представлен на рис. 1.4. и 1.5. Рисунок 1.4. АЧХ ARC-цепи. Рисунок 1.5. ФЧХ ARC-цепи Рисунок 1.6. Моделирование частотных характеристик в программе FASTMEAN По графику АЧХ определяем значение квазирезонансной частоты fкрез=214 Гц. АЧХ(fкрез)=2. ФЧХ(fкрез)= -107°. Определены граничные значения амплитудно- частотной характеристики: |H(0)|=0; |H(? )|=0.97. Рисунок 1.7. Частотные характеристики цепи в программе FASTMEAN 4. Переходную характеристику h(t) цепи находим из соответствия: Оригинал для получившейся дробно-рациональной функции можно найти пользуясь теоремой разложения. Решаем уравнение Рассчитаем значения p1 и p2: Поскольку корни p1 и p2 являются комплексно-сопряжёнными числами, временную зависимость переходной характеристики определяем по формуле (формула обратного преобразования Лапласа при комплексно-сопряженных корнях характеристического уравнения(формула Хевисайда)): Рассчитываем: Тогда переходная характеристика цепи Найдём граничные значения переходной характеристики Очевидно, что связь между временными и частотными характеристиками ARC-цепи выполняется, так как равны соотношения для их граничных значений: h(0)=H(?)=1; h(?)= H(0)=0. На рис. 1.8. представлен график h(t), рассчитанный с помощью программы MathCad. Рисунок 1.8. Переходная характеристика ARC-цепи Рисунок 1.9. Моделирование переходного процесса в программе FASTMEAN Рисунок 1.10. Переходной процесса в программе FASTMEAN По графику определяем: амплитудное значение переходной характеристики ; период свободных колебаний Частота свободных колебаний Декремент свободных затуханий 5. Найдём спектральные характеристики сигналов на входе и выходе ARC-цепи при подаче на вход прямоугольного видеоимпульса напряжения (рис. 1.1, а). Длительность импульса равна Спектральная плотность амплитуд входного напряжения вычисляется по формуле Нормированная спектральная плотность амплитуд напряжения на выходе цепи равна: где выражение для АЧХ ARC-цепи имеет вид Расчёт выполним в пределах Расчет производим в программе MathCad. На рис. 1.11. показаны графики АЧХ и нормированных спектральных плотностей амплитуд на входе и выходе цепи. Из графиков видно, что данная ARC-цепь искажает спектр входного сигнала. При расчетах и построении графиков обозначено: Построение производим в программе FASTMEAN Рисунок 1.11. графики АЧХ и нормированных спектральных плотностей амплитуд на входе и выходе цепи 6. Найдём реакцию цепи при подаче на её вход последовательности прямоугольных видеоимпульсов напряжения. Период следования импульсов равен Скважность . При таком значении скважности в ряду Фурье для воздействия будет отсутствовать пятая гармоника. Частота первой гармоники равна . Тогда напряжение на входе цепи запишется с учётом данных в следующем виде: Реакция цепи u2(t) на периодическое воздействие u1(t) есть сумма реакций на гармонические составляющие этого воздействия: Выражения для АЧХ и ФЧХ получены ранее. Вычислим значения АЧХ и ФЧХ на частотах гармоник входного напряжения. Расчет производим в программе MathCad: На выходе ARC-цепи амплитуда k-й гармоники изменяется в раз, а начальная фаза – на величину . Тогда напряжение на выходе ARC-цепи равно: На рис. 1.12, представлены графики спектров амплитуд и фаз входного (а) и выходного (б) напряжений.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Информационная безопасность, 42 страницы
400 руб.
Курсовая работа, Информационная безопасность, 40 страниц
480 руб.
Курсовая работа, Информационная безопасность, 54 страницы
2000 руб.
Курсовая работа, Информационная безопасность, 95 страниц
2000 руб.
Курсовая работа, Информационная безопасность, 42 страницы
3000 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg