Контрольная работа Расчет режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 21.9.2024

Расчёт режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем

1. Задание
1. Для заданной схемы (рис 1.) рассчитать передаточную функцию цепи в смысле коэффициента передачи напряжения H(p).

Схема электрическая: Исходные данные:

R₁=R ₂=10кОм;

C₁=0.008мкФ;

C₂=0,002мкФ;

C₃=0.01мкФ;

2.                 Построить карту передаточной функции и проверить H(p) по схеме.

3.                 Записать выражение частотных характеристик передаточной функции.

                        Комплексная частотная характеристика передаточной функции H(jω).

                        Амплитудо-частотная характеристика передаточной функции H(ω).

                        Фазочастотная характеристика передаточной функции φ(ω).

4.                 Рассчитать и построить временные характеристики.

                        Переходная характеристика передаточной функции h(t).

                        Импульсная характеристика передаточной функции g(t).

5.                 Рассчитать и построить реакцию цепи U_вых(t) на прямоугольный импульс с амплитудой напряжения U_m(мВ).

2. Анализ схемы
Операционный усилитель в идеальном случае представляет собой усилитель с:

1.                 Бесконечно большим входным сопротивлением.

2.                 Бесконечно малым выходным сопротивлением.

3.                 Бесконечно большим коэффициентом усиления.

Схема эквивалентная ОУ:

По первому свойству можно предположить, что ток i1 практически равен нулю. Аналогично ток i2=0 Учитывая 3-е свойство, можно записать, что , . Напряжение на выходе – конечная величина, следовательно (Основное расчетное свойство для цепи с ОУ) Заданная схема содержит 2 накопителя, т.е. рассматриваемая цепь 2-го порядка. Согласно заданию, искомой ПФ является Коэффициент передачи напряжения (КПН): -ОКПН.

3. Расчет передаточной функции
Схема расчетная:

Шаг 1. Расчётная операторная схема

Шаг 2. Система уравнений методом узловых потенциалов.

Основное расчётное соотношение φ₃(p)=0;
φ₁(p)=E_вх(p); φ₄(p)=E_у(p);

Ответ: .
4.
Карта передаточной функции, проверка передаточной функции по схеме
Картой ПФ называют чертеж на комплексной плоскости, где отмечены нули, полюса и масштабные коэффициенты.

Ноль:

Полюса:

Проверка ПФ по схеме: критерием правильности ПФ является полином знаменателя 2-го порядка. Полюса расположены в левой части полуплоскости. Они отрицательны, что соответствует корням схемы.

Проведем проверку в ряде точек:
1. ;

По ПФ

По схеме

2.

По ПФ

По схеме

5. Расчет частотных характеристик ПФ

Построение АЧХ и ФЧХ по карте нулей и полюсов.


0	0		0

			0

0		0

АЧХ:

ФЧХ:

6. Временные характеристики
Временными характеристиками электрической цепи является переходная и импульсная характеристики.
ПХ:

ИХ:

Согласно заданию, временные характеристики получим по найденной передаточной функции H(p).

Импульсная характеристика переходная характеристика

Расчёт импульсной характеристики
Перейдём к оригиналу.
Так как степени полиномов числителя и знаменателя равны, то дробь неправильная. Из неё можно выделитьцелую часть и простую дробь.

Ответ: ИХ 1/c.
Расчёт переходной характеристики

Ответ: ПХ б/р.

Графики:

Проверка по соотношению:

Вывод: Полученные ИХ и ПХ друг другу соответствуют. Значит они верны.

7. Расчёт реакции цепи на прямоугольный импульс

Амплитуда импульса Длительность:

Воздействие:

Расчёт проведём с помощью ПХ h(t). Поскольку h(t) численно равна реакции на ступеньку, то

Ответ: 1-й интервал: 0<t<1.5*10^-4,

2-ой интервал: 1.5*10^-4<t<∞,
Размещено на Allbest.ru

Bukvasha