Пример выполнения работы

Дано:

принципиальная схема электронного устройства (рис.10).

R0=100 Ом; R1=10 kОм; L=0.1 мГн; C=5 мкФ

Рис.10

Требуется:

проведение частотного анализа схемы.

Решение:

1) Построение модели схемы.

Схема замещения для построения модели в базисе узловых потенциалов показана на рис.11.

Рис.11.

Соответствующая динамическая модель имеет вид:

Для гармонического входного сигнала () применяется операторный метод решения системы, основанный на замене исходной системы системой комплексных линейных алгебраических уравнений (преобразование Лапласа):

Для получения канонической формы (YФ=I) системы линейных комплексных уравнений применяется схема замещения (рис.12).

Рис. 12

Элементы модели имеют вид:

; ; (1)

2) Вычислительный эксперимент.

Для выполнения вычислительного эксперимента применяется входной гармонический сигнал с нулевым фазовым сдвигом, амплитудой 1В, в заданном дискретном частотном диапазоне (w₁, w_i … w_i). Для каждой частоты диапазона w_i вычисляется амплитуда

и фаза выходного сигнала

путем решения комплексной алгебраической системы уравнений (1).

3) Пример SciLab программы

L=1E-4; C=1E-6; R1=10; R2=10E3; w=%pi*10E4;

w=1;

for i=1: 200

y11=1/R1-%i*(1/(L*w));

y12=%i*1/(L*w);

y21=y12;

y22=-%i*1/(L*w)+%i*(C*w)+1/R2;

Y=[y11 y12; y21 y22];

I=[0.1; 0];

F=inv(Y)*I;

Ampl(i)=sqrt(real(F(2))^2+imag(F(2))^2);

Phase(i)=atan(imag(F(2))/real(F(2)))*180/%pi;

w=w+1000;

end;

plot(Ampl)

plot(Phase)

Рис. АЧХ

Рис. ФЧХ

Основная литература

1. Нугаев И.Ф. Математическое моделирование электронных схем. Лабораторный практикум. -Уфа: изд УГАТУ, 2005, -33 с.
2. Нугаев И.Ф. Исследование электронных схем на основе математического моделирования. Методические указания по вырлнению курсовой аботы. -Уфа: изд УГАТУ, 2006, -33 с.
3. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем.-М.: Радио и связь, 1988.-560 с.
4. Чуа Л.О., Пен-Мин Лин Машинный анализ электронных схем.- М.: Энергия, 1980. -680 с.
5. М.А. Амелина КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по курсу «Электронные промышленные устройства»

1. Бордовский Г. А. Физические основы математического моделирования: учебное пособие для вузов / Г. А. Бордовский, А. С. Кондратьев, А. Д. Р. Чоудери.-М.: Академия, 2005.-320 с.

1. Самарский А. А. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры / А. А. Самарский, А. П. Михайлов.-2-е изд., испр..-М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.-320 с.

1. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCad: учебный курс. –Спб.: Питер, 2005,. -448 с.

1. Лобанов А. И. Вычислительные методы для анализа моделей сложных динамических систем: учебное пособие / А. И. Лобанов; М-во образования РФ, МФТИ.-М.: МФТИ, 2002.

Дополнительная литература

1. Ефанов В.Н., Ефанова Т.С. Методические указания по выполнению курсовой работы по курсу " Методы анализа и расчета электронных схем". -Уфа: изд УГАТУ, 1997, -27 с.
2. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. -М.: Наука, 1987, -600 с. Автоматизация схемотехнического проектирования: учебное пособие/ Под ред. В.Н. Ильина. - М.: Радио и связь, 1987. -368 с.
3. Автоматизация схемотехнического проектирования: учебное пособие/ Под ред. В.Н. Ильина. - М.: Радио и связь, 1987. -368 с.
4. Диалоговые системы схемотехнического проектирования/ под ред. В.И. Анисимова. -М.: Радио и связь, 1988. -288 с.
5. Кауфман М., Сидман А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. -М.: Энергоатомиздат, 1991 г.
6. Расчет электронных схем/ Г.И. Изъюрова и др. -М.: Высшая школа, 1987. -334 с.
7. Трифонов И.И. Расчет электрических цепей с заданными частотными характеристиками. -М.: Радио и связь, 1988. -303 с.