Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
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(2f0t+(1)+ Um2cos(4f0t+(2)+ Um3cos(6f0t+(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