СХЕМНЫЕ ФУНКЦИИ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Стр 1 из 2Следующая ⇒

СХЕМНЫЕ ФУНКЦИИ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

курсовая работа

по дисциплине «ТЭЦ»

Студент гр. 159

_________ А. В. Шапорев

«» декабря 2000 г.

Руководитель

доцент каф. ТОР

_________ И. В. Мельникова

«___» ___________ 2000 г.

Аннотация

В данной работе исследованы входные и передаточные операторные функции цепи, произведен расчет АЧХ и ФЧХ с использованием автоматизированных методов.

Содержание

	Введение
	Исходные данные
	Исследование нагрузки
	2.1 Качественный анализ частотных характеристик заданной модели
	2.2 Нахождение операторных выражений Z(p) и K(p)
	2.3 Карты нулей и полюсов
	2.4 Нахождение w_р^н и R_р^н
	2.5 Определение полосы пропускания цепи
	Исследование модели транзистора с обобщенной нагрузкой
	3.1 Нахождение операторных выражений Z(p) и K(p) 3.2 Карта нулей и полюсов для K(p) 3.3 Входное сопротивление транзистора
	Исследование транзистора с заданной нагрузкой
	4.1 Входное сопротивление полной цепи
	4.2 Коэффициент передачи полной цепи
	4.3 Вычисление значений частотных характеристик

Введение

В данной работе нужно будет исследовать частотные характеристики входной и передаточной функций полевого транзистора включенного с общим истоком, а также найти полосу пропускания цепи нагрузки и рассчитать частотные характеристики на определенных частотах.

Исходные данные.

Таблица 1.1 – Шифр

Шифр	r, Ом	N	k или m	К или К_T	w^н_max
Сх.52 П19 ОИ М4		0.02	нет	K_Т

L₂

Рисунок 1.1 – Схема нагрузки.

С_ЗС

J₀ С_ЗИ С_СИ R_С J=SU

Рисунок 1.2 – Схема транзистора М4

Таблица 1.2 – Параметры полевого транзистора М4

С_ЗИ, пФ	С_ЗС, пФ	C_СИ, пФ	S₀, мА/В	R_З, Ом	R_С, Ом
3.2		1.6	7.4

Расчет нормирующих параметров:

R₀=r=400 Ом;

w_S= =1.42× 10⁹ рад/с;

w₀=w_Р=N× w_S=N× w_ГР=2.85× 10⁷ рад/с;

Из условий и найдем L, С₁ и С₂:

L=1.4× 10^-5 Гн; С₁=С₂=2× С_ОБ=1.75× 10^-10 Ф;

R_Ш=4× 10³ Ом.

Таблица 1.3 – Нормировка параметров нагрузки.

Параметры	R_Ш	С₁	С₂	L
Ненормированные	4× 10³ Ом	1.75× 10^-10 Ф	1.75× 10^-10Ф	1.4× 10^-5 Гн
Нормированные

Таблица 1.4 - Нормировка параметров транзистора.

Параметры	R_З	R_С	C_ЗИ	S₀	С_ЗС	С_СИ
Ненормированные	8 Ом	992 Ом	3.2× 10^-12 Ф	7.4× 10^-3 А/В	2× 10^-12 Ф	1.6× 10^-12 Ф
Нормированные	0.02	2.48	0.036	2.96	0.02	0.018

Исследование нагрузки

2.1 Качественный анализ частотных характеристик заданной модели.

Качественный анализ нагрузки можно проводить на основе теории реактивного двухполюсника (РД). На рисунках 2.1-2.2 красной линией показана ЧХ РД.

Рисунок 2.1 – АЧХ входной функции.

-90⁰

Рисунок 2.2 – ФЧХ входной функции.

На рисунках 2.3-2.4 представлена схема на крайних и резонансных частотах.

C₁

Рисунок 2.3 - w=0.

Рисунок 2.4 - w=¥.

Так как мы рассматриваем двухполюсник у которого U_ВЫХ=U_ВХ, то коэффициент передачи (К), будет равен 1.

Рисунок 2.5 – АЧХ передаточной функции.

Рисунок 2.6 – ФЧХ передаточной функции.

Нахождение операторных выражений Z(p) и K(p).

J_ПР

Рисунок 2.8 – Схема нагрузки с пробным источником тока.

Для нахождения Z(р) воспользуемся правилом параллельного и последовательного сложения сопротивлений:

;

в результате упрощения получаем:

Проверка по размерности:

Проверка на крайних частотах диапазона:

при р=0, z(p)=0;

при р=¥, z(p)=0;

Полученные значения совпадают с рисунком 2.1.

Максимальный порядок цепи:

где К - число независимых реактивностей,

N_C - число емкостных контуров,

N_L - число индуктивных сечений.

Числитель дроби определяется при подключении на вход нагрузки источника напряжения, а знаменатель - источника тока.

Отношение max степеней числителя и знаменателя равны 2/3, следовательно по этому соотношению можно судить о поведении цепи при w®¥. Цепь носит емкостной характер, что согласуется с данными, полученными ранее (т.е. z(¥ )=0).

По соотношению min степеней числителя и знаменателя судить о поведении цепи при w®0. Следовательно, наша цепь имеет индуктивный характер, так как при w®0 сопротивление равно нулю.

Нормировка функции входного сопротивления (данные взяты из таблицы 1.3):

;

Корни числителя функции Z(р) (нули): p₀₁=0; p₀₂=-0.025.

Корни знаменателя функции Z(р) (полюсы): p_П1=-0.025; p_П2=-0.012-j;

р_П3=-0.012+j.

Так как у нас получились корни на левой полуплоскости (надо учесть, что корни функции комплексного переменного) свидетельствует о том, что цепь нагрузки устойчива.

А близость нулей и полюсов к мнимой оси говорит о том, что резонанс в цепи близок к идеальному.

Как говорилось выше, операторное выражение коэффициента передачи (К(р)) равно 1.

К(р)=1

Карты нулей и полюсов.

Рисунок 2.13 – АЧХ входного сопротивления.

Рисунок 2.14 – ФЧХ входного сопротивления.