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.