Анализ линейной электрической цепи во временной и частотной областях - Физика и энергетика курсовая работа
Главная
Физика и энергетика
Анализ линейной электрической цепи во временной и частотной областях
Определение реакции цепи на импульс заданной формы с помощью интеграла Дюамеля, спектральные характеристики аналогового и дискретного сигнала. Составление схемы дискретной цепи и схемы корректора, компенсирующего искажения, вносимого заданной цепью.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.1. Вычисление переходной характеристики цепи
1.2. Определение реакции цепи на импульс заданной формы с помощью интеграла Дюамеля
1.3. Вычисление спектра сигнала на входе и на выходе цепи
1.4. Связь между импульсной характеристикой и передаточной функцией цепи
2.1. Вычисление дискретного сигнала на выходе цепи U2(n)
2.2. Спектральные характеристики дискретизированного сигнала
Целью данной курсовой работы является систематизация и закрепление знаний, полученных при изучении классического, операторного и спектрального методов расчета процессов в линейных электрических цепях, а также теоретических основ анализа дискретных сигналов и линейных дискретных систем.
В ходе курсовой работы нам необходимо провести анализ линейной электрической цепи во временной и частотной областях.
Для этого нужно определить реакцию цепи при импульсном воздействии; определить спектральные характеристики аналогового и дискретного сигнала; составить схему дискретной цепи, а так же схему корректора, который будет компенсировать искажения, вносимые заданной цепью.
Временные и частотные характеристики цепи связаны между собой формулами преобразования Фурье.
Вычислим импульсную характеристику цепи:
Полученный результат совпадает с результатом, полученным в пункте 1.3.
2.1 Вычисление дискретного сигнала на выходе цепи U2(n)
Максимум модуля спектральной плотности среди значений U1(n):
Мы выбрали верхнюю границу спектра входного сигнала fв = 2,5 кГц. Тогда частота дискретизации берется равной fд = 5кГц. Соответственно период дискретизации Тд = = 0,2 мс.
Составляем аналитическое выражение для U1(t)
U1(t) = - 2500(t - t1), t1 ? t < t2
Подставляя вместо t последовательность моментов дискретизации, вычисляем значения дискретных отсчетов входного сигнала U1(n). Аналогичным образом вычисляются значения дискретных отсчетов импульсной характеристики цепи H(n) на интервале времени 0 ? t < t2.
Дискретные значения импульсной характеристики вычисляются по формуле:
Таблица 2.1. Дискретные значения функции входного сигнала и импульсной характеристики
Таблица 2.2. Дискретные значения функции выходного сигнала
Рисунок 2.1. Значение дискретного сигнала на входе цепи
Рисунок 2.2. Значение дискретного сигнала на выходе цепи
Рисунок 2.3. Значение дискретных отсчетов импульсной характеристики цепи
Сопоставление результатов расчета с данными таблицы 1.1 показывает, что различие в значениях U2(t), вычисленные с помощью интеграла Дюамеля и путем дискретизации сигнала и импульсной характеристики отличаются на несколько десятых, что является допустимым отклонением.
Спектральные характеристики дискретизированного сигнала U1(n) рассчитываются по формуле:
щ = р/4Т = 3925 рад/с; => f = 0.625 кГц
щ = р/2Т = 7850 рад/с; => f = 1,250 кГц
щ = р/Т = 15700 рад/с => f = 2,5 кГц
Таблица 4.3. Спектральная плотность дискретизированного сигнала
Рисунок 2.4 График спектральной плотности дискретизированного сигнала
Сравнив полученные результаты с результатами расчета плотности входного сигнала на данных частотах, полученные в пункте 1.3, можно сделать вывод, что они отличается незначительно на всех частотах.
Z - преобразование импульсной характеристики цепи записывается в виде:
Y(z) = 0.65X(z) - 0.37X(z) + 0.74Y(z)
X(n) Y(n)
Рисунок 2.6. Канонический вид схемы дискретной цепи
Коэффициенты передачи масштабных усилителей a0, а1, b1 те же, что и в предыдущей схеме. T - элемент памяти с задержкой на один период дискретизации.
Передаточная функция дискретной цепи
Таблица 2.4. Значения АЧХ дискретной цепи
Рисунок 2.5. Амплитудно-частотная характеристика дискретной цепи
Компенсация искажений сигнала, вносимых заданной цепью может быть выполнена с помощью корректора, подключаемого к входу или выходу цепи. При этом передаточная функция всей схемы должна быть постоянной величиной, не зависящей от частоты.
Z - преобразование передаточной функции корректора H'(Z) находится как величина, обратная H(Z) исходной цепи, вычисленной в пункте 4.3.
Y(z) = 1.538X(z) - 1.138X(z) + 0.569Y(z)
a0 = 1.538; a1 = - 1.138; b1 = 0.569.
Дискретные значения сигнала на выходе корректора вычисляются с помощью дискретной свертки:
Отсчеты импульсной характеристики корректора находятся путем деления полинома числителя H'(Z) на его знаменатель.
Таблица 2.5. Дискретные значения импульсной характеристики корректора и сигнала на выходе
Схема дискретной цепи, реализующая функцию корректора в соответствии с формулой H`(z) = в канонической форме имеет вид:
X(n) Y(n)
Рисунок 2.6. Канонический вид схемы дискретного корректора
Рисунок 2.7. Дискретные значения импульсной характеристики корректора
Рисунок 2.8. Дискретные значения сигнала на выходе корректора
Амплитудно-частотная характеристика корректирующей цепи
Таблица 2.6. Значения АЧХ корректирующей цепи
Рисунок 2.9. Амплитудно-частотная характеристика корректирующей цепи
Ослабление, вносимое корректором, должно дополнять ослабление, вносимое цепью, до постоянной величины. В нашей курсовой работе это условие выполняется.
В ходе выполнения курсовой работы мы провели анализ линейной электрической цепи во временной и частотной областях.
Этот анализ заключался в следующем:
Мы вычислили переходную характеристику и рассчитали с ее помощью интеграл Дюамеля.
Получили аналитические выражения для АЧХ и ФЧХ цепи, спектральных плотностей входного и выходного сигналов, а так же вычислили их значения и получили их графическое изображение при помощи программы “FREAN”.
Применили формулу преобразования Фурье, чтобы проверить связь между временными и частотными характеристиками, при этом результат вычисления совпал с формулой Н(jщ) полученной при нахождении передаточной функции цепи.
Определил частоту и период дискретизации входного сигнала. Затем при помощи теоремы свертки определил дискретный сигнал на выходе цепи. Далее используя аналогию между Z - преобразованием и преобразованием Фурье вычислил значения спектральной плотности входного дискретного сигнала. При этом результат расчета практически совпал с результатами спектральной плотности аналогового сигнала.
Получили выражение для Z - преобразования импульсной характеристики цепи, в соответствии с ней построили схему дискретной цепи и привели ее к каноническому виду.
В результате мы закрепили знания, полученные при изучении классического, операторного и спектрального методов расчета процессов в линейных электрических цепях, а также теоретических основ анализа дискретных сигналов и линейных дискретных систем. Значения, рассчитанных разными способами, характеристик говорят о правильном расчете электрической цепи и анализе дискретного сигнала.
1. Тихобаев В.Г. Расчет электрических цепей при импульсном воздействии (методические указания к курсовой работе). Новосибирск: СибГУТИ, 2001
2. Шебес М.Р. Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. М.: Высшая школа, 1990
3. Бакалов В.П. Игнатов А.Н. Крук Б.И. «Основы теории электрических цепей и электроники». М.: Радио и связь, 1989
Вычисление переходной характеристики цепи, определение ее реакции на импульс заданной формы с помощью интеграла Дюамеля. Вычисление спектра сигнала на выходе цепи. Связь между импульсной характеристикой и передаточной функцией. Синтез схемы цепи. курсовая работа [191,3 K], добавлен 22.01.2015
Законы Ома и Кирхгофа. Определение частотных характеристик: функции передачи электрической цепи и резонансной частоты. Нахождение амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристики для заданной электрической цепи аналитически и в среде MicroCap 8. курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.08.2013
Расчет номиналов элементов заданной электрической цепи. Анализ цепи спектральным методом: определение плотности импульса, амплитудно-частотный и фазочастотный спектры, получение спектра выходного сигнала. Анализ цепи операторным методом, результаты. курсовая работа [1,7 M], добавлен 19.05.2013
Вычисление напряжения на выходе цепи U2 (t), спектра сигнала на входе и на выходе цепи. Связь между импульсной характеристикой и передаточной функцией цепи. Дискретизация входного сигнала и импульсной характеристики. Синтез схемы дискретной цепи. курсовая работа [380,2 K], добавлен 13.02.2012
Описание схемы и определение эквивалентного сопротивления электрической цепи. Расчет линейной цепи постоянного тока, составление баланса напряжений. Техническая характеристика соединений фаз "треугольником" и "звездой" в трехфазной электрической цепи. контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.06.2013
Изучение метода анализа линейной электрической цепи при различных воздействиях в различных режимах с применением вычислительной техники. Проведение анализа заданной линейной разветвленной электрической цепи численным, операторным, частотным методами. курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.01.2012
Моделирование электрической цепи с помощью программы EWB-5.12, определение значение тока в цепи источника и напряжения на сопротивлении. Расчет токов и напряжения на элементах цепи с использованием формул Крамера. Расчет коэффициента прямоугольности цепи. курсовая работа [86,7 K], добавлен 14.11.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Анализ линейной электрической цепи во временной и частотной областях курсовая работа. Физика и энергетика.
Леонид Андреев Собрание Сочинений В 6 Томах
Спортивные Игры Баскетбол Реферат По Физкультуре
Сочинение Про Любимого Музыканта
Реферат по теме История и перспективы развития голографических методов в медицине
Профилактика Вич Спида Реферат
Курсовая работа по теме Кормление карликовых и мелких пород собак
Дипломная работа по теме Тактические и психологические приемы допроса свидетелей и потерпевших
Как Писать Сочинение По Фразе
Контрольная работа по теме Свобода архивной информации в России
Промежуточная Контрольная Работа По Алгебре
Курсовая Работа На Тему Поняття, Сутність І Зміст Права
Реферат На Тему Norton Antivirus
Реферат: Орган в России
Реферат по теме Теория социального контракта
Сочинение На Тему Что Такое Отцовская Любовь
Реферат: Власть и проблемы ее легитимности
Сочинение Для Чего Я Живу
Курсовая работа по теме Разработка цифрового полосового фильтра методом билинейного преобразования
Реферат: Органы духовной цензуры в России
Дипломная работа по теме Проблемы современного Китая
Разработка подсистемы оперативного анализа данных в информационной системе анализа динамики посетителей веб-сайта crimusic.info - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Основные понятия и сущность теории организации - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Игровая программа "Судоку" - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа