Контрольная работа : Расчет режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Контрольная работа >> Коммуникации и связь


Расчет режимов и характеристик электрических цепей с операционным усилителем




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;

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

  2. Записать выражение частотных характеристик передаточной функции.

    1. Комплексная частотная характеристика передаточной функции H(jω).

    2. Амплитудо-частотная характеристика передаточной функции H(ω).

    3. Фазочастотная характеристика передаточной функции φ(ω).

  3. Рассчитать и построить временные характеристики.

    1. Переходная характеристика передаточной функции h(t).

    2. Импульсная характеристика передаточной функции g(t).

  4. Рассчитать и построить реакцию цепи Uвых(t) на прямоугольный импульс с амплитудой напряжения Um(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)=Eвх(p); φ4(p)=Eу(p);


Ответ: .

  1. 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<∞,

Похожие работы:

  • Усилитель для направленного микрофона

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... трансформаторами. Данный каскад работает в режиме класса АВ и имеет довольно ... синтеза является расчет элементов выбранной электрической цепи. Выбор каскадов ... можно применить операционный усилитель 140УД14А. Амплитудно-частотная характеристика рассчитанная ...
  • Операционный усилитель

    Учебное пособие >> Коммуникации и связь
    1. Характеристики операционного усилителя Цель 1. Измерение входных токов операционного усилителя (ОУ). 2. ... ОУ как элемента электрической цепи? 7. Отличается ли ... Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения Расчет Расчет по ...
  • Структурный синтез устройств с мультидифференциальными операционными усилителями

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... характеристику усилителя ... режимы ... цепей [Текст] / М.М. Айзинов. – М. : Связь, 2011. – 348 с. Анисимов, В.И. Операционные усилители ... 148 с. Балабанян, Н. Синтез электрических цепей [Текст] / Н. Балабанян ; ... , Р. Справочник по расчету фильтров [Текст] / ...
  • Характеристика усилителя низкой частоты

    Учебное пособие >> Коммуникации и связь
    ... параметры усилителей Усилителем электрических сигналов ... через цепи с обратными характеристиками, ... операционного усилителя является повторитель, а для обычного — наи- меньший возможный коэффициент усиления, т.к. в этом режиме усилитель ... усилителя, в расчете ...
  • Моделирование электрических цепей в системе Mathcad

    Учебное пособие >> Информатика, программирование
    ... электрической цепи в форме, позволяющей использовать законы Кирхгофа и характеристики ... Для расчета установившегося режима в линейных цепях при синусоидальном ... 13. 2.6 Операционный усилитель К активным многополюсникам относится операционный усилитель (ОУ), ...
  • Генератор гармонических колебаний на операционных усилителях

    Контрольная работа >> Коммуникации и связь
    ... в амплитудной характеристике ОУ. Рис. 2 ... в режиме насыщения ОУ. Рассчитаем ... операционного усилителя выбираю К153УД1Б. Его электрические параметры: ... цепей АРУ. §7. Список литературы Гутников В.С. Применение операционных усилителей в ...
  • Теория электрических цепей

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... операционных усилителях с полиномиальной аппроксимацией частотной характеристики ... в стационарном режиме S*ср. Известно ... .11. 4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ. Для ... Игнатов, Б. И. Крук. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для высших учебных ...
  • Сигналы и их характеристика

    Учебное пособие >> Информатика, программирование
    ... электрических цепей (ОК-9); основные методы анализа электрических цепей в режиме гармонических колебаний (ОК-9, ПК-2); частотные характеристики электрических цепей ... 7. Функциональные узлы на базе операционных усилителей (ОУ). 8.Устройства сопряжения ...
  • Усилитель мощности электрических сигналов

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... входной цепью усилителя от предыдущего каскада и входное сопротивление: , , 2.3 Расчет напряжения смещения Для режима АВ ... с обеспечением требуемых технических и электрических параметров в заданном диапазоне характеристик при минимальных затратах. Для ...
  • Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... позволяет провести предварительные расчеты режимов по токам ... в промежуточной цепи. В режиме ожидания, ШИМ ... на основе операционных усилителей с токовой ... электрического контакта по всему периметру щели. 6. Технико-экономическое обоснование 6.1 Характеристика ...