Расчет режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем
Анализ схемы, особенности расчёта цепей с операционными усилителями. Вычисление передаточной функции, составление ее карты и проверка по схеме. Расчёт частотных и временных характеристик функции. Определение реакции цепи на прямоугольный импульс.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.02.2011 |
| Размер файла | 161,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
12
Расчёт режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем
1. Задание
1. Для заданной схемы (рис 1.) рассчитать передаточную функцию цепи в смысле коэффициента передачи напряжения H(p).
Схема электрическая: Исходные данные:
R1=R 2=10кОм;
C1=0.008мкФ;
C2 =0,002мкФ;
C3=0.01мкФ;
2. Построить карту передаточной функции и проверить H(p) по схеме.
3. Записать выражение частотных характеристик передаточной функции.
Комплексная частотная характеристика передаточной функции H(jщ).
Амплитудо-частотная характеристика передаточной функции H(щ).
Фазочастотная характеристика передаточной функции ц(щ).
4. Рассчитать и построить временные характеристики.
Переходная характеристика передаточной функции h(t).
Импульсная характеристика передаточной функции g(t).
5. Рассчитать и построить реакцию цепи Uвых(t) на прямоугольный импульс с амплитудой напряжения Um(мВ).
2. Анализ схемы
Операционный усилитель в идеальном случае представляет собой усилитель с:
1. Бесконечно большим входным сопротивлением.
2. Бесконечно малым выходным сопротивлением.
3. Бесконечно большим коэффициентом усиления.
Схема эквивалентная ОУ:
По первому свойству можно предположить, что ток i1 практически равен нулю. Аналогично ток i2=0 Учитывая 3-е свойство, можно записать, что , . Напряжение на выходе - конечная величина, следовательно (Основное расчетное свойство для цепи с ОУ) Заданная схема содержит 2 накопителя, т.е. рассматриваемая цепь 2-го порядка. Согласно заданию, искомой ПФ является Коэффициент передачи напряжения (КПН): -ОКПН.
3. Расчет передаточной функции
Схема расчетная:
Шаг 1. Расчётная операторная схема
Шаг 2. Система уравнений методом узловых потенциалов.
Основное расчётное соотношение ц3(p)=0;
ц1(p)=Eвх(p); ц4(p)=Eу(p);
Ответ: .
4. Карта передаточной функции, проверка передаточной функции по схеме
Картой ПФ называют чертеж на комплексной плоскости, где отмечены нули, полюса и масштабные коэффициенты.
Ноль:
Полюса:
Проверка ПФ по схеме: критерием правильности ПФ является полином знаменателя 2-го порядка. Полюса расположены в левой части полуплоскости. Они отрицательны, что соответствует корням схемы.
Проведем проверку в ряде точек:
1. ;
По ПФ
По схеме
2.
По ПФ
По схеме
5. Расчет частотных характеристик ПФ
Построение АЧХ и ФЧХ по карте нулей и полюсов.
|
0 |
0 |
0 |
||
|
0 |
||||
|
0 |
0 |
|||
АЧХ:
ФЧХ:
6. Временные характеристики
Временными характеристиками электрической цепи является переходная и импульсная характеристики.
ПХ:
ИХ:
Согласно заданию, временные характеристики получим по найденной передаточной функции H(p).
Импульсная характеристика переходная характеристика
Расчёт импульсной характеристики
Перейдём к оригиналу.
Так как степени полиномов числителя и знаменателя равны, то дробь неправильная. Из неё можно выделитьцелую часть и простую дробь.
Ответ: ИХ 1/c.
Расчёт переходной характеристики
Ответ: ПХ б/р.
Графики:
Проверка по соотношению:
Вывод: Полученные ИХ и ПХ друг другу соответствуют. Значит они верны.
7. Расчёт реакции цепи на прямоугольный импульс
Амплитуда импульса Длительность:
Воздействие:
Расчёт проведём с помощью ПХ h(t). Поскольку h(t) численно равна реакции на ступеньку, то
Ответ: 1-й интервал: 0<t<1.5*10-4,
2-ой интервал: 1.5*10-4<t<?,
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Характеристика основных вопросов, связанных с частотными характеристиками электроцепей ОУ. Передаточные функции активных цепей и каскадно-развязанных структур. Функция чувствительности частотных характеристик электрических цепей, селективные устройства.
реферат [134,3 K], добавлен 25.04.2009Определение передаточной функции цепи. Анализ частотных, временных, спектральных характеристик радиотехнических цепей. Исследование влияния параметров цепи на характеристики выходного сигнала. Нахождение выходного сигнала методом интеграла наложения.
курсовая работа [607,6 K], добавлен 09.08.2012Расчет отклика в цепи, временных характеристик цепи классическим методом, отклика цепи интегралом Дюамеля, частотных характеристик схемы операторным методом. Связь между частотными и временными характеристиками. Амплитудно-частотные характеристики.
курсовая работа [215,0 K], добавлен 30.11.2010Вычисление переходной характеристики цепи. Определение реакции цепи на импульс заданной формы с помощью интеграла Дюамеля. Связь между импульсной характеристикой и передаточной функцией цепи. Вычисление дискретного сигнала на выходе цепи, синтез схемы.
курсовая работа [296,3 K], добавлен 09.09.2012Расчет токов и напряжений в элементах электрической цепи, ее частотных характеристик с применением методов комплексных амплитуд. Проверка результатов для узлов и контуров цепи с помощью законов Кирхгофа. Построение полной векторной диаграммы цепи.
курсовая работа [164,7 K], добавлен 12.11.2010Определение передаточной функции цепи и спектра периодического входного сигнала. Вычисление спектра реакции при воздействии одиночного импульса. Изучение спектральных характеристик одиночного импульса воздействия. Составление уравнений состояний цепи.
курсовая работа [405,0 K], добавлен 21.04.2016Исследование нагрузки линейной электрической цепи. Предполагаемый характер частотных характеристик на основе анализа схемы. Расчет резонансных частот и резонансных сопротивлений. Исследование параметров транзисторов с обобщенной и избирательной нагрузкой.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 17.11.2014Методы определения отклика пассивной линейной цепи на воздействие входного сигнала. Расчет входного сигнала. Определение дифференциального уравнения относительно отклика цепи по методу уравнений Кирхгофа. Расчет временных и частотных характеристик цепи.
курсовая работа [269,2 K], добавлен 06.06.2010Исследование и расчет цепей синусоидального и постоянного тока. Нахождение линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование и применение методов расчета трехфазной цепи. Задача на определение параметров четырехполюсника.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.02.2013Рассмотрение принципиальной схемы ARC-цепи. Расчет нулей и полюсов коэффициента передачи по напряжению, построение графиков его амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик. Определение частотных и переходных характеристик выходного напряжения.
курсовая работа [310,2 K], добавлен 18.12.2011
