Каскадное соединение пассивного и активного четырехполюсников. Расчет параметров четырехполюсников

Задание на курсовую работу

1.   Расчетная схема представляет собой каскадное соединение пассивного и активного четырехполюсников (рис.1).

Рис.1                                                                    Рис.2

2. Расчет параметров четырехполюсников.

2.1. Составить линейную схему замещения активного четырехполюсника.

2.2. Определить R_вх активного четырехполюсника, нагруженного на R_н. Величину R_н выбрать равной  пассивного четырехполюсника.

2.3. Рассчитать коэффициент передачи по напряжению  пассивного четырехполюсника, нагруженного на R_вх  активного;  активного, нагруженного наR_н  .

2.4. Рассчитать эквивалентный коэффициент передачи по напряжению  (или ) каскадно-включенных четырехполюсников.

2.5. Рассчитать характеристические параметры четырехполюсника Z_c1, Z_c2, q=a+jbна частоте основной гармоники. Определить коэффициент передачи по напряжению H_U и току H_I в согласованном режиме. Записать условие согласованного режима четырехполюсника.

3.   Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях.

3.1. На вход схемы рис.1 подключен источник напряжения несинусоидальной формы (рис.2). E_m , a, b- см.таблицу 2, стр.6. М/ук N 1721.

3.2. Разложить заданную несинусоидальную ЭДС в ряд Фурье. Разложение выполнить  графо-аналитическим методом с помощью ЭВМ с точностью до четвертой гармоники. На одном графике построить гармонические составляющие, результирующую (суммарную) и исходную кривые. Оценить погрешность разложения. Записать  ряд Фурье  в тригонометрической форме. В отчете привести расчетные формулы разложения в ряд Фурье, в том числе графо-аналитическим методом.

3.3. Для схемы пассивного четырехполюсника, нагруженного на R_вх активного, выполнить следующие расчеты:

3.3.1. Рассчитать мгновенные и действующие значения токов в ветвях и напряжение на нагрузке четырехполюсника. Правильность расчета каждой гармоники проверить с помощью баланса мощностей. Результаты расчета токов в ветвях представить в виде ряда Фурье. Расчет выполнить матрично-топологическим методом с помощью ЭВМ (см.М/ук N 1167).

3.3.2. Построить тпографическую диаграмму напряжения и лучевую для токов по первой гармонике.

3.3.3. Построить друг под другом АЧХ и ФЧХ входной ЭДС Е₁(w), y₁(w); выходного напряжения четырехполюсника U₁(w), y₂(w) и коэффициента передачи по напряжению H_U(w), y₂₁(w).

3.3.4. Рассчитать коэффициент искажения К_u входного и выходного напряжения четырехполюсника, сделать выводы о влиянии четырехполюсника на форму передаваемого напряжения.

3.3.5. На вход четырехполюсника подключается амперметр и вольтметр. Определить показания приборов для двух случаев: а) система приборов электродинамическая; б) приборы электронные, имеющие входную емкость и реагирующие на среднее по модулю значение измеряемой величины.                                                                                      Примечание: расчет показания приборов см.м/ук N 1721. Там же приводится расчет эквивалентных синусоид и вторичных параметров четырехполюсников.

3.3.6. Вычислить потребляемую мощность Р, реактивную Q, полную S, и мощность искажения Т цепи. Записать входные эквивалентные синусоиды тока и напряжения.

3.3.7. Для пассивного четырехполюсника, нагруженного на R_вх активного, рассчитать частоту входного резонанса. Определить, как нужно изменить значение индуктивности, чтобы резонанс имел место на третьей гармонике.

4.   Расчет переходных режимов в цепях с сосредоточенными параметрами.

На вход  пассивного четырехполюсника, нагруженного на сопротивление R_вх активного четырехполюсника воздействует несинусоидальный сигнал (рис.2). В момент t=0 происходит переключение на постоянное напряжение .

Рассчитать:

·  классическим методом i_L(t) и U_L(t) . Построить полученные зависимости;

·  операторным методом u_C(t) и i_C(t) . Построить полученные зависимости;

·  составить уравнения переменных состояния, подготовить данные для ЭВМ и выполнить расчет. Сравнить полученные результаты п.1 и п.2. (Примечание: пример расчета по п.4.2 см.в м/ук N 1255);

·  критическое сопротивление контура R_кр . Выбрать или (округлить до целого) для получения другого типа корней. Рассчитать режим на ЭВМ.

5.   Расчет частотных характеристик электрических цепей и сигналов.

Рассчитать частотный спектр передаточной функции по напряжению H_U для схемы пассивного четырехполюсника. Пример расчета см.в м/ук N 1721, стр.25.