Сигнальные процессы радиотехнических систем

2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
2.1. Исследование цепи в периодическом негармоническом режиме на основе принципа наложения.
2.1.1 Для своего варианта вычертить схему электрической цепи. С помощью метода контурных токов рассчитать частичные токи и напряжения ветвей при действии источника напряжения и выключенном источнике тока.
2.1.2. С помощью метода узловых напряжений найти частичные токи и напряжения ветвей в цепи при действии источника тока и выключенном источнике напряжения.
2.1.3. Найти токи и напряжения ветвей в исходной цепи при одновременном действии источника напряжения и источника тока по формуле наложения. 2.1.4. Проверить расчет по п.2.1.1 и п. 2.1.2. Для этого методом эквивален-тного генератора определить ток или напряжение, указанные в столбце 11 таблицы I. 2.1.5. Построить графики мгновенных значений гармонических составляю-щих и их суммы на одном рисунке для тока или напряжения, которые указаны в столбце 11 таблицы I. 2.1.6. Найти аналитически действующие значения токов и напряжений всех ветвей исходной схемы. 2.1.7. Проверить баланс активной мощности в исходной цепи с двумя источниками.
2.2. Исследование цепи в переходном режиме.
2.2.1. Составить схему исследуемой цепи для рассматриваемого варианта. Для этого необходимо в исходной цепи источники напряжения и тока выключить, а узлы 1 и 4 расщепить на два каждый. При этом получится пассивный четырёхполюсник с входными зажимами 1-1’ и выходными зажимами 4-4’. Закоротить зажимы 4-4’. К входным зажимам 1-1’ пассивного четырехполюсника подключить при t = 0 источник постоянного тока J с параллельно подключенным сопротивлением R или источник напряжения с э.д.с Е (см. столбец 13 табл. I). Изобразить схему получившейся цепи.
2.2.2. Определить i34 классическим методом.
2.2.3. На комплексной плоскости изобразить положение корней характери-стического уравнения исследуемого переходного процесса.
2.2.4. Построить графики переходного процесса i34, выделив вынужденную и свободную составляющие. 2.2.5 .Определить i34 операторным методом. 2.2.6. Найти переходную g(t) и импульсную h(t) характеристики цепи от входа Е∙1[t] или J∙1[t] к выходу i34.
2.3. Исследование четырехполюсника.
2.3.1. Изобразить схему пассивного четырехполюсника из п. 2.2.1. 2.3.2. Определить на частоте ω=104 рад/с параметры холостого хода Z1X и Z2Х и короткого замыкания Z1К и Z2К, зарисовав схемы соответствующих цепей. 2.3.3. По данным пункта 2.3.2 определить характеристические сопротивления ZС1 и ZС2 и характеристическую постоянную ГC. 2.3.4. Определить коэффициенты формы [А] на частоте ω. 2.3.5. Найти напряжение uвых на выходе четырехполюсника при cогласова-нной нагрузке и входном напряжении
uвх(t) = 10 √2 cos ω t В.
2.3.6. Определить коэффициент передачи по току в режиме короткого замыкания HI(jω) или коэффициент передачи по напряжению при холостом ходе HU(jω) или передаточное сопротивление при холостом ходе HZ (jω) или передаточную проводимость в режиме короткого замыкания HY(jω) в соответствии с вариантом, данным в столбце 12 табл. I.
2.3.7. Построить амплитудно-частотную и фазово-частотную характеристику
найденной комплексной частотной характеристики.
























РЕФЕРАТ
Данная курсовая работа посвящена исследованию процессов в линей-ных электрических цепях. В первом разделе основной части согласно заданию рассчитывается линейная электрическая цепь, содержащая источник тока и источник эдс. Для расчета цепи в установившемся режиме применя-ется метод наложения, при этом цепь рассчитывается отдельно для источ-ника эдс и отдельно для источника тока, а затем результаты суммируются. При этом проверка расчета заданной величины производится методом эквивалентного генератора. Проверка расчетов двумя методами дает совпадающие результаты. Во втором разделе основной части производится расчет цепи в перехо-дном режиме. При этом исходная схема преобразуется в четырехполюсник, на вход которого подается заданное напряжение или ток. Заданный выходной ток определяется классическим и операторным методом. Результаты расчетов двумя методами совпадают. В третьем разделе основной части производится исследование четырех-полюсника. При этом рассчитываются A-параметры и Н-параметры на заданной частоте ω. Построены амплитудно-частотная и фазово-частотная характеристики четырехполюсника.
Кол-во страниц: Кол-во рисунков: 22
Кол-во источников:



ВВЕДЕНИЕ
Теоретические основы электротехники (ТОЭ) как наука посвящена решению задач анализа и синтеза электрических цепей. К электрическим цепям относится огромное число технических устройств самого разнообразного назначения. Там, где речь идет об электрическом токе или электрическом напряжении, имеют дело с электрической цепью. Задача анализа состоит в качественной и количественной оценках свойств заданной электрической цепи, а задача синтеза – в построении цепи с заданными свойствами. Современные эффективные аналитические методы анализа электри-ческих цепей основаны в конечном счете на сочетании законов Кирхгофа, которым удовлетворяют токи и напряжения в электрических цепях, с теорией дифференциальных уравнений. Находят, естественно, широкое применение и численные методы анализа электрических цепей, в которых реализуются алгоритмы решения уравнений, связывающих между собой напряжения и токи в анализируемой цепи. Изучение курса ТОЭ основывается на знаниях курсов физики, матема-тики, электронных и полупроводниковых приборов и других специально-технических курсов, изучение которых или предшествует, или ведется одно-временно с ними. В свою очередь, курс ТОЭ образует ту базу, на которой строится изложение последующих специально-технических курсов, как теоретико-специальных, так и аппаратурных. Именно в курсе ТОЭ вводятся основные понятия и термины, которые широко используются во всех последующих специально-технических курсах.
Целью настоящей работы является повышение научно-технического уровня в области методов исследования электрических цепей. В рамках этой цели в работе решаются задачи расчета установившегося режима работы цепи методом наложения, расчета переходного режима цепи и расчета
четырехполюсника.
Объектом исследования является линейная электрическая цепь. Предметом исследования являются процессы в указанной электрической цепи. Используются такие методы исследования как методы наложения, контурных токов и узловых потенциалов.
Работа состоит из реферата, введения, основной части, заключения и списка литературы.
Основная часть включает в свой состав расчет цепи в периодическом негармоническом режиме, исследование цепи в переходном режиме, иссле-дование четырехполюсника.












3. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Исследование цепи в периодическом негармоническом режиме на основе принципа наложения. 3.1.1. Постановка задачи
Задана схема цепи рис.3.1.
Рис.3.1. Схема заданной цепи
Параметры элементов схемы:
n = 2,
R = 0,5 (n + 1) = 1,5 Ом, L = (n + 1) 100 = 300 мкГн,
C = 100/(n + 1) = 33,3 мкФ, ω = 104 рад/с,
j1 = (n + 1) √2 cos ω t = 3 √2 cos 104 t А,
e2 = (n + 1) √2 cos 2 ω t = 3 √2 cos 2∙104 t В
Задание: определить токи и напряжения ветвей с помощью формулы наложения.
3.1.2. Выбор положительных направлений токов. 3.1.3. Установление соответствия между независимыми источниками и частичными токами и напряжениями i1 = J1, i12 = i'12 + i"12, i2 = i'2 - i"12, i23 = i'23 + i"23, i26 = i'26 + i"26, i34 = i'34 + i"34, i37 = i'37 + i"37, u12 = u’12 + u”12, u23 = u'23 + u"23, u26 = u'26 + u"26 , u34 = u'34 + u"34, u37 = u'37 + u"37.
3.1.4. Определение частичных токов и напряжений, обусловленных действием только источника тока. 1. Составление схемы замещения цепи при выключенном источнике напряжения.


Рис.3.2. Схема замещения цепи при выключенном источнике напряжения.
2. Составление комплексной схемы замещения цепи при выключен-ном источнике напряжения на частоте источника тока ω.