Курсовая работа: Анализ линейных электрических цепей

ЗАДАНИЕ
на курсовую работу студента

1 Дисциплина: Основы теории цепей и электротехника

2 Тема работы: Анализ линейных электрических цепей

3 Срок сдачи студентом законченной работы

4 Перечень вопросов, подлежащих разработке:

4.1 Анализ цепи методом токов ветвей.

4.1.1 Для заданной цепи построить граф, дерево графа, определить количество ветвей и узлов. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа.

4.2 Анализ частотных характеристик цепи.

4.2.1 Рассчитать комплексную функцию передачи Ḣ_u (jω) цепи. Записать выражения для АЧХ H_u (ω) и ФЧХ Ф_u (ω) цепи. Построить графики АЧХ и ФЧХ цепи. По графику АЧХ сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, определить частоту среза полосы пропускания, приняв за полосу пропускания диапазон частот, в котором:

где – максимальное значение модуля функции передачи напряжения цепи.

4.2.2 Построить график логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ) цепи:

По ЛАЧХ оценить частотную избирательность (качество) фильтра путем расчета крутизны среза [дБ/октава] на линейном участке в полосе задержания.

4.3 Расчет напряжения в нагрузке.

4.3.1 Используя найденные выражения (или графики) для АЧХ и ФЧХ цепи определить напряжение на выходе цепи при подаче на её вход суммы двух гармонических напряжений:

,

с параметрами в соответствии с таблицей 2.

Построить осциллограммы входного и выходного напряжений.

4.4 Исследование цепи в специальной среде моделирования.

4.4.1 Собрать исследуемую цепь в специальной среде моделирования. Получить графики АЧХ и ФЧХ цепи. По графику АЧХ с помощью метки (установленной по уровню ) определить частоту среза фильтра, сравнить полученное значение с рассчитанным в пункте 4.2.1.

4.4.2 Получить график АЧХ в логарифмическом масштабе (ЛАЧХ). Определить по графику ЛАЧХ крутизну среза S_ср [дБ/окт].
Привести полученные графики АЧХ, ФЧХ (АЧХ – с меткой, установленной на частоте среза по уровню ) и ЛАЧХ (с метками, установленными на линейном участке в полосе задержания для измерения S_ср [дБ/окт]) в ПЗ.
4.4.3 Подать на вход исследуемой цепи входное напряжение в виде суммы двух гармонических напряжений с параметрами из п. 4.3.1 и таблицы 2. Получить с помощью осциллографа осциллограммы входного и выходного напряжений цепи.

4.5 Оформление ПЗ к курсовой работе в соответствии с требованиями СТО ЮУрГУ 21-2008.

ОГЛАВЛЕНИЕ

РЕФЕРАТ. 5

1АНАЛИЗ ЦЕПИ МЕТОДОМ ТОКОВ ВЕТВЕЙ.. 6

2АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ.. 9

2.1 Расчет комплексной функции передачи цепи. 9

3РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЯ В НАГРУЗКЕ. 15

4МОДЕЛИРОВАНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ ЦЕПИ В MULTISIM.. 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………..21

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 23

РЕФЕРАТ

Объектом исследования являются линейные частотно-избирательные цепи (электрические фильтры).

Цель работы – освоить способы расчета параметров и частотных характеристик электрических фильтров, овладеть методами моделирования и анализа электрических цепей с помощью специализированного программного обеспечения.

В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:

• для заданной электрической цепи построен граф и дерево графа, составлены уравнения по первому и второму законам Кирхгофа;
• выполнен расчет комплексной функции передачи, получены выражения и построены графики АЧХ и ФЧХ цепи;
• по АЧХ фильтра найдены его частота среза и крутизна, определены полосы пропускания и задержания;
• используя частотные характеристики фильтра произведен расчет выходного напряжения фильтра при подаче на его вход бигармонического колебания;
• проведено исследование фильтра в специализированной среде моделирования Multisim.