Міністерство освіти і науки України Національний університет „Львівська Політехніка” Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки Кафедра теоретичної радіотехніки та радіовимірювань  Курсова робота з курсу „Основи теорії радіоелектронних кіл” на тему: „Проходження складного сигналу через активні фільтри”    Львів – 2010 Тема: Аналіз проходження складного періодичного сигналу через частото-вибірне електронне коло. Мета: Застосування методів аналізу лінійних електронних кіл для дослідження процесу проходження складного періодичного сигналу через частото вибірне електронне коло та впливу характеристик кола на форму сигналу. Вхідні дані до варіанту № 30 Дано електричну принципову схему активного фільтра (Рис.1) з наступними параметрами його компонентів:
Рис 1. Операційний підсилювач - мікросхема К140УД2А Коефіцієнт підсилення k0 = 3500; Вхідний опір Rвх = 0.3 МОм; Вихідний опір Rвих = 100 Ом. Резистори: R2 = 25 кОм; R5 = 4 кОм; Конденсатори: C1 = 50 пФ; C4 = 150 пФ; Котушки індуктивності: L3 = 0.1 мГн; На вході схеми діє перодичний сигнал як сума трьох гармонік напруги: Uвх(t)=Um1cos(2
f0t+(1)+ Um2cos(4
f0t+(2)+ Um3cos(6
f0t+(3)    де f0 = 80 кГц; Um1 = 90 мВ; Um2 = 30 мВ; Um3 = 20 мВ; (1 = 120(; (2 = 0(; (3 = -30(. Порядок виконання курсової роботи 1. Для розрахунку активних фільтрів та інших функціональних схем, побудованих на основі операційного підсилювача , я використовую відповідні математичні моделі ОП як лінійного багатополюсника. Найбільш поширеною і зручною у користуванні є модель у вигляді матриці провідностей ОП (Y – матриця), визначення якої доцільно проводити за допомогою еквівалентної малосигнальної схеми ОП, що показана на рис.2.
Рис.2 Матриця провідностей даної схеми має вигляд: YОП =  a b c d  a b c d    1/Rвх -1/Rвх 0 0    -1/Rвх 1/Rвх 0 0    -k0/Rвих k0/Rвих 1/Rвих -1/Rвих    k0/Rвих -k0/Rвих -1/Rвих 1/Rвих   У даній моделі не враховано великих вхідних опорів входів a і b відносно спільного заземленого вузла d (тобто опорів Rad та Rbd), оскільки нехтування їми не вносить значної похибки в розрахунки. Використання Y-матриці дає змогу аналізувати властивості ОП при різних варіантах вмикання зовнішніх елементів. Для усунення небезпеки самозбудження та стабілізації параметрів ОП використовують з від’ємним зворотним зв’язком. 2. В даній схемі нумерую вузли і виводи операційного підсилювача (рис.3) та формую для схеми матрицю провідностей.
Рис.3
3. Нумерую вузли матриці ОП відповідно до способу з’єднання зовнішніх виводів операційного підсилювача до вузлів схеми і вписую елементи матриці ОП у матрицю провідностей, викресливши рядки і стовпці з номером «0»
4. Розраховую комплексний коефіцієнт передачі напруги на основі матриці провідностей згідно з формулою :
  де (ij = алгебраїчне доповнення елемента матриці провідності, який знаходиться на перетині i-ої стрічки та j-го стовпця. На основі цього запишемо вирази для розрахунку амплітудно-частотної (АЧХ) і фазо-частотної (ФЧХ) характеристик:
  
Тепер розрахуємо АЧХ та ФЧХ за допомогою комп’ютерної програми MathCAD. Порядок розрахунку наведено нижче:
Ом
Ф
Гн
Ом
Ф
Гц





6. Змінюємо вхідну частоту f від 0 до 3 МГц. Усі необхідні значення, які нам потрібні для побудови АЧХ та ФЧХ:







7. Тепер будую графіки амплітудно-частотної та фазо-частотної ханактеристик заданої електронної схеми: АЧХ
ФЧХ