Анализ электронных схем по переменному току и частотный анализ

ДонГТУ	Лабораторная работа 2	ЭС-05-2
Кафедра ЭС	Анализ электронных схем по переменному току и частотный анализ	Исинова И.Ю.

Цель работы: приобретение навыков анализа электронных схем по переменному току, а также частотного анализа.

Рабочее задание: для схемы, выбранной в соответствии с номером варианта, произвести расчет по переменному току методом узловых потенциалов, полученные результаты построить в функции времени, рассчитать и построить частотные характеристики схемы в указанном диапазоне частот.

Предварительная подготовка

1. Изучите методические указания к данной работе и рекомендуемую литературу.

2. Подготовьте бланк отчета

Бланк отчета должен включать:

1.Схему электрическую принципиальную (в соответствии с заданием);

2.Составленную систему уравнений в матричной форме для расчета схемы по переменному току методом узловых потенциалов.

3.Составленную блок схему программы.

4.Текст программы.

Ход выполнения лабораторной работы

1.Запустить MatLAB.

2.Создать новый m-файл.

3.Запустить и отладить программу расчета.

4.Результаты представить в графическом и табличном виде на экране монитора.

Варианты заданий представлены в таблице 2.2 и рисунках 2.4 – 2.9.

Таблица 2.2 – Параметры схем для выполнения лабораторной работы АЭС-2

№ Варианта	fнач	fкон	f	R1	R2	Rвх	Rн	C1	C2	L1	L2	Eг	№ рисунка
1	10	105	103	100	1*n	0,01	1000	5*10-6		5*10-3		50	24
2	10	105	103	100	1	0,01	1000	1*10-6*n		1*10-3		50	25
3	10-1	105	103	10		0,01	1000	5*10-12	5*10-5	5*10-4		50	26
4	10-1	105	103	10		0,01	1000	5*10-6		5*10-3	5*10-3	50	27
5	10-1	105	103	10	10	0,01	1000	5*10-6*n	5*10-6	5*10-3	5*10-3	50	28
6	102	105	103	10		0,01	1000	5*10-8	5*10-8*n	5*10-2		50	29

Примечание. n – число, которое задается преподавателем.

 

Пример анализа схемы по переменному току. Исходная схема изображена на рисунке 2.10

R₁=10 Ом;

R₂=100 Ом;

C₂=50*10^-8 Ф;

L=5*10^-2 Гн;

R_ВН=0.01 Ом;

R_Н=1000 Ом;

F=1000 Гц;

E=50 В;

%Программа анализа электронной схемы по переменному току и частотного ее анализа методом %узловых потенциалов

%Составил: Скурятин Ю. В. 10 сентября 2001 года set(gca,'FontName','Arial Cyr','FontSize',10);

%Значения параметров элементов схемы

r1=10;

r2=100;

c2=50*10^-8;

l=5*10^-2;

rv=0.01;

rn=1000;

f=1000;

e=50;

%Начало расчета

w=2*pi*f;

g=[1/rv+1/r2 0 -1/r2 0; 0 1/rn+i*w*c2 -i*w*c2 0; -1/r2 …

     -i*w*c2 1/r2+i*w*c2-i/(w*l) i/(w*l); 0 i/(w*l) 1/r1…

     -i/(w*l)];

s=[e/rv; 0; 0; 0];

u=inv(g)*s;

disp(' Потенциалы узлов');

disp('');

disp(' u1 u2 u3 … u4');

disp(u);

%Построение зависимостей напряжений от времени

tkon=4/f;

n=0;

for t=0:0.000001:tkon

n=n+1;

u2(n)=abs(u(2))*sin(w*t+angle(u(2)));

u1(n)=abs(e)*sin(w*t);

time(n)=t;

end

figure (1);

plot(time(1:n),u2(1:n),time(1:n),u1(1:n));

grid;

title ('Напряжения на входе и выходе схемы');

xlabel ('Время t, с');

ylabel ('U вх, U вых');

%Расчет частотных характеристик

fnach=100;

df=100;

fkon=100000;

n=0;

for f=fnach:df:fkon

n=n+1;

w=2*pi*f;

g=[1/rv+1/r2 0 -1/r2 0; 0 1/rn+i*w*c2 -i*w*c2 0; -1/r2…

     -i*w*c2 1/r2+i*w*c2-i/(w*l) i/(w*l); 0 i/(w*l) 1/r1…

     -i/(w*l)];

fi(:,n)=inv(g)*s;

k(n)=20*log10(abs(fi(2,n))/abs(e));

psi(n)=angle(fi(2,n))*180/pi;

ff(n)=f;

end

figure (2);

subplot(2,1,1);

semilogx(ff(1:n),k(1:n));

grid;

title('АЧХ');

ylabel('амплитуда');

subplot(2,1,2);

semilogx(ff(1:n),psi(1:n));

grid;

title('ФЧХ');

ylabel('фаза');

xlabel('частота');

Результаты работы программы » aes2

Потенциалы узлов

u1 u2 u3 u4

1.0e+002 *

0.5000 - 0.0000i 0.0413 - 0.0131i 0.0455 - 0.0000i 0.0413 + 1.4142i

Контрольные вопросы

1. Модель резистора.

2. Модель конденсатора.

3. Модель катушки индуктивности.

4. Магнитосвязанные катушки индуктивности.

5. Модель трансформатора.

6. Схема замещения дифференциального усилителя.

7. Виды и суть статического анализа электронных схем.

8. Анализ электронных схем по постоянному току и его особенности.

9. Анализ электронных схем по переменному току и его особенности.

10. Метод узловых потенциалов для анализа по постоянному току.

11. Метод контурных токов для анализа по постоянному току.

12. Метод узловых потенциалов для схем с управляемыми источниками.

13. Методы решения систем нелинейных уравнений.

14. Метод простых итераций.

15. Метод Ньютона.

16. Виды и суть частотного анализа электронных схем.

17. Алгоритм дискретно - частотного анализа схем.