Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Анализ цепи в переходном режиме






3.1. Нахождение u вых(t) на резисторе Rh. Построение на графике напряжения входного и выходного сигналов в зависимости от времени

 

Схема каскадного соединения четырёхполюсников с подключенным синусоидальным источником ЭДС показана на рисунке 3.1.

RН
П
А
u А
u вых
e (t)
 
1'
 
2'


Рисунок 3.1

 

Переходный процесс, возникающий при подключении каскадного соединения пассивного четырехполюсника и усилителя к синусоидальному источнику напряжения с частотой , рассчитаем по схеме, представленной на рисунке 12.1. Значение ЭДС изменяется по закону:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

После коммутации получается двухконтурная цепь второго порядка с нулевыми независимыми начальными условиями для напряжения на емкости. Поскольку коэффициент передачи усилителя не зависит от частоты, заменим усилитель с нагрузкой входным сопротивлением усилителя . При определении входного напряжения усилителя с нагрузкой классическим методом:

Принужденную составляющую напряжения рассчитаем с помощью коэффициента передачи :

Рассчитаем переходный процесс классическим методом. Рассмотрим схему пассивного четырёхполюсника с синусоидальной ЭДС, представленную на рисунке 3.2.

 

Ветвь R1C1 не оказывает влияния на переходный процесс , поэтому ее можно исключить. Тогда решение будет выглядеть:

i2
i3

Рисунок 3.2.



Для данной схемы независимые начальные условия:

 

законы коммутации

Свободная составляющая:

uсв (t) = А1∙ ер1∙ t,

где р1 – корень характеристического уравнения,

А1– постоянная интегрирования.

Найдём корни характеристического уравнения Z(р) = 0, где р соответствует jw:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  
;

После подстановки значений Z(р) имеет вид:

 

Приравняв числитель к нулю, получим характеристическое уравнение. Подставив численные значения и произведя необходимые преобразования, получим характеристическое уравнение вида:

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  
Корни этого уравнения:

 

 

(1)

 

 

Запишем уравнения (1) и (2) при t = 0:

(2)

Для определения зависимых начальных условий uA(0) рассмотрим схему показанную на рисунке 3.2 в момент коммутации (t = 0).

Составим систему уравнений по законам Кирхгофа для послекоммутационной цепи с учетом законов коммутации:

 

(3)

На основе свойств емкостных элементов:

 

.

 

 


Таким образом, схема примет вид представленный рисунок 3.3:

 

i13
i2
i33
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

 

Рисунок 3.3.

Непосредственно после коммутации (t=0+) система уравнений (3) примет вид, где моменту времени t=0+ соответствует число t=0:

 

;

.

 

;

 

;

мВ.

i2
i3

Рисунок 3.4

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

 

Так как цепь первого порядка, то А2 = 0 и наше решение будет выглядеть:

Входное напряжение усилителя с нагрузкой по классическому методу примет вид:

 

 

Построим графики зависимости напряжения входного и выходного сигналов от времени:

Время переходного процесса:

мс.

 

 

.

 

Графики зависимости напряжений входного и выходного сигналов и свободной составляющей от времени представлены на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5.

 

3.2.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  
Расчет частотных характеристик и переходного процесса в исследуемой электрической цепи с применением пакета Electronics Workbench 5.12

 

Для пассивного нагруженного четырехполюсника модуль коэффициента передачи по напряжению.

Схема пассивный четырехполюсник показана на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6

 

На рисунке 3.7 представлены графики АЧХ и ФЧХ пассивного четырехполюсника:

Рисунок 3.7

 

 

Коэффициент усиления данного усилителя:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

Активный четырехполюсник (усилитель A) представлен на рисунке 3.8.

 

Рисунок 3.8

 

 

Схема замещения усилителя А показана на рисунке 3.9:

Рисунок 3.9

 

Коэффициент усиления каскадного соединения пассивного четырехполюсника и усилителя:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

что соответствует

На рисунке 3.10 изображена схема каскадного соединения пассивного четырехполюсника и активного четырехполюсника.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

Рисунок 3.10

 

На рисунке 3.11 представлены графики АЧХ и ФЧХ каскадного соединения активного и пассивного четырехполюсников

 

Рисунок 3.11

 

Анализ переходного процесса представлен на рисунке 3.12.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

Рисунок 3.12

 

 

График зависимости напряжения выходного сигнала от времени изображен на рисунке 3.13.

 

 

Рисунок 3.13

 

 

4.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  
Заключение

 

Исследовали установившийся режим в электрической цепи с гармоническим источником ЭДС при наличии четырехполюсника, в ходе которой были рассчитаны: А- параметры пассивного четырехполюсника при частоте f=50 Гц, А-параметры усилителя усилителя A, А-параметры пассивного и активного четырехполюсника, входное сопротивление усилителя Rвх.А и т.д.

Далее исследовали цепь в переходном режиме. Его расчет позволяет анализировать прохождение сигнала по заданной цепи при подключении её к источнику гармонического напряжения. Напряжения на входном и выходном сигналах изменяются периодически, по которым можно определить их амплитудные значения и значения свободных составляющих переходного процесса.

Переходный процесс завершается за 6, 32 мс.

 

 


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методические указания к курсовой работе по теории электрических цепей/ УГАТУ; Сост.: Т.И. Гусейнова, Л.С. Медведева, - Уфа, 2007, - 28 с.

2. Теоретические основы электротехники: Учеб. Для вузов/ К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровин, В.Л. Чечурин. – 4-е изд., доп. для самомт. Изучения курса. – СПб.: Питер. – Т. 1. – 2003. – 463 с. – Т.2. – 2003. – 576 с.

3. Татур Т.А. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. школа, 2001. – 407 с.

4. https://toe.ugatu.ac.ru

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
12081.309823.000 ПЗ  

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.