Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Расчет активного RC фильтра второго порядка на операционном усилителе в режиме интегратора с емкостной положительной обратной связью и режекторного фильтра (РФ) с характеристикой Чебышева

kisssaaa0721 432 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 36 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 09.10.2021
Цель курсовой работы: - исследование активного RС фильтра с операционным усилителем с емкостной обратной связью; - расчет характеристик пассивного режекторного LC фильтра с характеристикой Чебышева Задачи курсовой работы: Задание 1 - рассчитать значения параметров для своей ARC-цепи и составить схему замещения цепи; - найти операторную передаточную функцию, для этого составить систему узловых уравнений; - получить комплексную передаточную функцию ARC цепи; - получить выражение для АЧХ и ФЧХ; - построить графики АЧХ и ФЧХ; - найти переходную характеристику цепи и построить график; - определить период свободных колебаний, частоту, а также декремент затухания; Задание 2 - рассчитать характеристики пассивного режекторного LC фильтра с характеристикой Чебышева; - сравнить характеристики фильтра, рассчитанного по заданным параметрам, с заданными.
Введение

В современном мире информация окружает нас постоянно. Фильтры помогают нам защищать собственные данные, а также отсеивают ненужные. Актуальность данной темы обуславливается тем, что мы можем подобрать такой фильтр, который будет пропускать сигнал на нужных нам частотах и не пропускать лишние сигналы.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3 ЗАДАНИЕ 1. АНАЛИЗ АRС ЦЕПИ. 5 ЗАДАНИЕ 2. РАСЧЕТ LC-ФИЛЬТРА 22 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28 ОТВЕТЫ НА КOНТPOЛЬНЫЕ ВOПPOCЫ 29 Контрольные вопросы к 1 заданию: 29 Контрольные вопросы к 1 заданию: 31 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 36
Список литературы

1. Белецкий А.Ф., Теория линейных электрических цепей, Издательство Лань, 2009. 2. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов; Под редакцией В.П. Бакалова. 3-е изд. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009.
Отрывок из работы

Содержание задания: провести анализ АRС цепи. Исходные данные: Рис.1.1.Схема задания. R= 10*M= 10*1= 10 кОм C = (M+1) = 2 нФ; K = 3,2 Cоставим схему замещения цепи заменив усилитель источником напряжения управляемым напряжением. Рис.1.2.Схема замещения. Применим метод узловых напряжений Для этого запишем узловые уравнения для узла 3 и точки 4: (1/R +1/R + Cp)*U_3(p) - 1/R*U_1(p) – Cp*U_2(p) - 1/R*U_4(p) = 0 (1/R+1/R + Cp)* U_4(p) - 1/R*U_3(p) = 0 Также U_2(p) = K* U_4(p) или U_4(p) = ( 1)/K*U_2 (p) Подставим U_3(p) и U_4(p) в первое уравнение системы, получаем ( 1)/K *(2 + RCp) *(2/R + Cp)* U_2 (p)- 1/R*U_1(p) – Cp*U_2(p) - 1/R*(U_2 (p) )/K =0 U_2 (p)*[ 1/K*(2 + RCp) *(2/R + Cp) – Cp - (1 )/KR ] = U_1 (p)* 1/R Тогда отношение (U_2 (p) )/(U_1 (p)) примет вид: (U_2 (p) )/(U_1 (p) ) = (1 )/(R*[ 1/K*(2 + RCp) *(2/R + Cp) – Cp - (1 )/KR ]) = K/(C^2 R^2*p^2+C*R*(4-K)*p+3) = = 3,2/(?(2*10^(-9))?^2 ?*(1*10^4)?^2*p^2+2*10^(-9)*1*10^4*(4-3,2)*p+3) = (8* 10^9)/(p^2+4*10^4 p+7,5*10^9 ) операторная передаточная функция H(p) = (8* 10^9)/(p^2+4*10^4 p+7,5*10^9 ) Находим комплексную передаточную функцию определим, заменив в выражении H(p) переменную p -> j? H(j?) = (8* 10^9)/(?(j?)?^2+4*10^4*j?+3,125*10^8 ) = (8* 10^9)/(7,5*10^9- ?^2+j4*10^4 ?) Выражение для АЧХ примет вид: |H(j?)| = (8* 10^9)/(v((?7,5*10^9- ?^2)?^2+?(4*10^4 ?)?^2 ) ) Выражение для ФЧХ примет вид: ?(?) = - arctg((4*10^4 ?)/(7,5*10^9- ?^2 )) рад = = {- arctg((4*10^4 ?)/(7,5*10^9- ?^2 )) }* 180/? град при 7,5*10^9- ?^2>0 ?(?) = -? - arctg((4*10^4 ?)/(7,5*10^9- ?^2 )) рад = = {-180- arctg((4*10^4 ?)/(7,5*10^9- ?^2 )) }* 180/? град при 7,5*10^9- ?^2<0 Знаменатель arctg((4*10^4 ?)/(7,5*10^9- ?^2 )) равен нулю при ? = v(7,5*10^9 ) = 8,66 * 10^4 Гц Рассчитаем графики АЧХ и ФЧХ с использованием программы FASTMEAN. Таблица 1 Расчётные данные для построения графиков АЧХ и ФЧХ f, Гц 100 200 800 ?, c-1 628,318 1256,636 1884,954 2513,272 3141,59 3769,908 4398,226 5026,544 ?, град -0,19201 -0,38408 -0,57625 -0,7686 -0,96117 -1,15403 -1,34723 -1,54082 |H(j?)|, о.е. 1,066717 1,066867 1,067118 1,06747 1,067922 1,068475 1,069129 1,069885 f, Гц 900 ?, c-1 5654,862 6283,18 12566,36 18849,54 25132,72 31415,9 37699,08 43982,26 ?, град -1,73487 -1,92943 -3,91648 -6,02415 -8,32717 -10,9206 -13,9321 -17,5419 |H(j?)|, о.е. 1,070743 1,071703 1,087064 1,113529 1,152484 1,206061 1,277338 1,370567 f, Гц ?, c-1 47123,85 50265,44 53407,03 56548,62 59690,21 62831,8 65973,39 69114,98 ?, град -19,6488 -22,0123 -24,6856 -27,7335 -31,2344 -35,2807 -39,9772 -45,4331 |H(j?)|, о.е. 1,427104 1,491304 1,563983 1,645875 1,737437 1,838502 1,9477 2,061583 f, Гц 12500 ?, c-1 72256,57 75398,16 78539,75 81681,34 84822,93 87964,52 91106,11 94247,7 ?, град -51,7441 -58,9587 -67,0313 -75,7767 -84,8622 -93,8656 -102,386 -110,141 |H(j?)|, о.е. 2,173511 2,272721 2,34459 2,37348 2,348379 2,268471 2,144145 1,992303 f, Гц 15500 16000 16500 17000 17500 18000 18500 19000 ?, c-1 97389,29 100530,9 103672,5 106814,1 109955,7 113097,2 116238,8 119380,4 ?, град -116,997 -122,95 -128,069 -132,457 -136,224 -139,469 -142,28 -144,73 |H(j?)|, о.е. 1,829825 1,669424 1,518758 1,381427 1,258404 1,149206 1,052667 0,967387 f, Гц 19500 20000 20500 21000 21500 22000 22500 23000 ?, c-1 122522 125663,6 128805,2 131946,8 135088,4 138230 141371,6 144513,1 ?, град -146,878 -148,774 -150,458 -151,961 -153,311 -154,529 -155,634 -156,641 |H(j?)|, о.е. 0,891959 0,825082 0,765603 0,712518 0,664969 0,622221 0,583653 0,548735 f, Гц 23500 24000 24500 25000 25500 26000 26500 27000 ?, c-1 147654,7 150796,3 153937,9 157079,5 160221,1 163362,7 166504,3 169645,9 ?, град -157,561 -158,406 -159,185 -159,905 -160,572 -161,193 -161,772 -162,313 |H(j?)|, о.е. 0,517014 0,488108 0,461685 0,437463 0,415199 0,394681 0,375726 0,358174 f, Гц ?, c-1 172787,5 175929 179070,6 182212,2 185353,8 188495,4 251327,2 314159 ?, град -162,82 -163,297 -163,745 -164,167 -164,567 -164,945 -169,763 -172,154 |H(j?)|, о.е. 0,341887 0,326742 0,312632 0,29946 0,287143 0,275607 0,141428 0,086902 f, Гц 60000 70000 80000 90000 100000 200000 400000 600000 ?, c-1 376990,8 439822,6 502654,4 565486,2 628318 1256636 2513272 3769908 ?, град -173,609 -174,595 -175,312 -175,857 -176,287 -178,168 -179,087 -179,392 |H(j?)|, о.е. 0,059056 0,042832 0,032522 0,025552 0,020613 0,005088 0,001268 0,000563 f, Гц 800000 1000000 ?, c-1 5026544 6283180 ?, град -179,544 -179,635 |H(j?)|, о.е. 0,000317 0,000203 Рис.1.3. Частотные характеристики АЧХ и ФЧХ (Excel) граничные значения амплитудно-частотной характеристики: |H(0)|=1,067 ; |H(?)|=0 Рис.1.4.Схема ARC-цепи для расчёта частотных характеристик АЧХ и ФЧХ Рис.1.4. Частотные характеристики АЧХ и ФЧХ (H(p))/p = (8* 10^9)/(?p(p?^2+4*10^4 p+7,5*10^9) ) = 8* 10^9 *(A ?_1/(p-p_1 ) A ?_2/(p-p_2 ) + A ?_3/(p-p_3 )) Корни знаменателя p_1= 0 Рассчитаем значения p_2 и p_3: p_2,3 = - (4*10^4)/(2 ) ± v(?( (-4*10^4)/(2 ))?^2-7,5*10^9 ) = -2*10^4 ± j8,426*10^4 c-1 Рассчитаем к A ?_1 = ?lim?_(p>p_1 )??1/((p-p_1 )*(p-p_2 )*(p-p_3) )?*( p-p_1) = = 1/((p_1-p_2 )*(p_1-p_3) ) = 1/((2*10^4- j8,426*10^4 )*(2*10^4+ j8,426*10^4) ) = = 1,333*10^(-10) A ?_1 = ?log?_(p>p_2 )??1/((p-p_1 )*(p-p_2 )*(p-p_3 ) )?*( p-p_2) = = 1/((p_2-p_1 )*(p_2-p_3) ) = 1/((-2*10^4+ j8,426*10^4-0)*(-2*10^4+ j8,426*10^4+2*10^4+ j8,426*10^4) ) = = 6,852*10^(-11) e^(j166,6 ?) Переходная характеристика цепи h(t) = 8* 10^9 *A ?_1+8* 10^9*2*Re[ A ?_2*e^(p_2 t)] = = 8* 10^9* 1,333*10^(-10) + 8* 10^9 h(0)= H(?) = 0 h(?)= H(0) = 1,067 Для расчета графика h(t) используем программу FASTMEAN. Рис.1.6.Схема цепи для расчёта графика h(t) Рис.1.7.Переходная характеристика h(t) ? = (h(t_1))/(h(t_2)) = (0,506 )/0,1139 = 4,442 Определим спектральные характеристики сигналов на входе и выходе ARC-цепи при подаче на вход прямоугольного видеоимпульса напряжения. Рис.1.7. Одиночный прямоугольный импульс Длительность импульса t_и = (3,6*T_св)/N = (3,6*0,07459*10^(-3) )/2 = 1,343 *10^(-4) c Спектральная плотность амплитуд входного напряжения |U_1(j?)| = Ut_и* (|sin((?t_и)/2)| )/((?t_и)/2) Нормированная спектральная плотность амплитуд входного напряжения (|U_1 (j?)| )/(Ut_и ) = (|sin((?t_и)/2)| )/((?t_и)/2) Cпектральная плотность амплитуд напряжения на выходе цепи |U_2(j?)| = |U_1(j?)|* |H(j?)| = Ut_и* (|sin((?t_и)/2)| )/((?t_и)/2) * |H(j?)| , Где АЧХ |H(j?)| = (8* 10^9)/(v((?7,5*10^9- ?^2)?^2+?(4*10^4 ?)?^2 ) ) Нормированная спектральная плотность амплитуд на выходе цепи (|U_2 (j?)| )/(Ut_и ) = (|sin((?t_и)/2)| )/((?t_и)/2) * |H(j?)| Расчёт выполним в пределах 0 < ? <4?_0, где ?_0 = 2?/t_и = 2?/( 1,343 *10^(-4) ) = 4,68*10^4 c-1; f_0 = ?_0/2? = (4,68*10^4 )/(2? ) = 7448 Гц Результаты расчёта ?(о.е.) ?, c-1 (|U_1 (j?)| )/(Ut_и ) |H(j?)| (|U_2 (j?)| )/(Ut_и ) 0 0 1 1,067 1,067 0,2?_0 9,36*10^3 0,9355 1,078 1,008 0,4?_0 1,872*10^4 0,7568 1,113 0,8422 0,6?_0 2,808*10^4 0,5045 1,176 0,5932 0,8?_0 3,744*10^4 0,2339 1,274 0,298 ?_0 4,68*10^4 0 1,421 0 1,2?_0 5,616*10^4 0,1559 1,636 0,255 1,4?_0 6,552*10^4 0,2162 1,932 0,4177 1,6?_0 7,488*10^4 0,1892 2,258 0,4272 1,8?_0 8,424*10^4 0,1039 2,357 0,245 2?_0 9,36*10^4 0 2,204 0 2,2?_0 1,03*10^5 0,08504 1,551 0,132 2,4?_0 1,123*10^5 0,1261 1,174 0,1482 2,6?_0 1,217*10^5 0,1164 0,911 0,1061 2,8?_0 1,31*10^5 0,06682 0,727 0,0486 3?_0 1,404*10^5 0 0,595 0 3,2?_0 1,498*10^5 0,05847 0,497 0,02908 3,4?_0 1,591*10^5 0,08904 0,423 0,03765 3,6?_0 1,685*10^5 0,08409 0,364 0,03066 3,8?_0 1,778*10^5 0,04924 0,318 0,01566 4?_0 1,872*10^5 0 0,28 0 Построение выполним в Mathcad пределах 0 < ? <4?_0, где ?_0 = 2?/t_и = 2?/( 1,341 *10^(-4) ) = 4,68*10^4 c-1 Рис.1.8. АЧХ в пределах 0 < ? <4?_0 Рис.1.10. Нормированная спектральная плотность амплитуд 1-вход ; 2- выход
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, Технологические машины и оборудование, 25 страниц
500 руб.
Курсовая работа, Технологические машины и оборудование, 26 страниц
2000 руб.
Курсовая работа, Технологические машины и оборудование, 34 страницы
500 руб.
Курсовая работа, Технологические машины и оборудование, 56 страниц
300 руб.
Курсовая работа, Технологические машины и оборудование, 23 страницы
276 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