WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Нижегородский государственный университет им.Н.И.Лобачевского

Национальный исследовательский университет

Учебно-научный и инновационный комплекс

"Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии"

Марков К.А.

Хазанова С.В.

РЕАКЦИЯ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ

НА ГАРМОНИЧЕСКОЕ И ИМПУЛЬСНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

(Лабораторный практикум) Мероприятие:

2.1. Развитие междисциплинарных фундаментальных и прикладных исследований с целью комплексного решения проблем по ПНР Название работы:

2.1.1. Разработка и модернизация учебно-методических пособий и лабораторных практикумов Учебные дисциплины: «Электротехника и электроника», «Основы радиоэлектроники», «Теоретические основы радиоэлектроники и микросхемотехники».

Специальности, направления: «Физика», «Нанотехнология», «Нанотехнология в электронике», «Микроэлектроника и полупроводниковые приборы», «Электроника и наноэлектроника»

ННГУ, УДК 621.37/39(077) ББК 32.84 p М- М-25 Марков К.А., Хазанова С.В. РЕАКЦИЯ ПРОСТЫХ ЦЕПЕЙ НА ГАРМОНИЧЕСКОЕ И ИМПУЛЬСНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ: Лабораторный практикум. –Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. – 18 с.

Рецензент: к. ф.-м. наук, доцент М.А.Фаддеев Настоящий практикум является частью цикла лабораторных работ, выполняемых на физическом факультете ННГУ в рамках курсов "Теоретические основы радиоэлектроники и микросхемотехники", "Основы радиоэлектроники" и "Электротехника и электроника". Рассматривается принцип действия, основные свойства и параметры дифференцирующих и интегрирующих цепей. Описывается лабораторная работа, посвященная исследованию прохождения гармонического сигнала через RC и RL цепи, находятся их комплексные частотные характеристики, а также исследуется прохождение прямоугольного импульса через эти цепи.

УДК 621.37/39(077) ББК 32.84 p © Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Содержание Введение………………………………………………………………………… 1.Комплексно-частотный анализ реактивных схем…………………………. 2.Анализ частотных характеристик простейших RC- и СR-цепей………… 3. Анализ работы простых цепей при дифференцировании и интегрировании сигналов…………………………………………............... 4. Прохождение прямоугольных импульсов через RC- цепи……………….. 5. Задание………………………………………………………...……………... 6. Контрольные вопросы……………………………………………………… 7. Указания к отчету………………………………………………………….. Литература……………………………………………………………………... Простыми называются цепи, электрические процессы в которых могут быть описаны линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами, порядок которого не выше второго. Простые электрические цепи, состоящие из двух разнотипных идеализированных пассивных линейных элементов (резистивный элемент – сопротивление R, и реактивные элементы – конденсатор С или индуктивность L) широко используются в радиоэлектронных устройствах в качестве фильтров высоких и низких частот, дифференцирующих, интегрирующих и фазовращающих цепей и т.д. Для приобретения базовых навыков анализа работы простых цепей целесообразно изучить реакции простых цепей на такие элементарные воздействия как гармонический сигнал и периодический импульсный сигнал. В данной работе исследуется прохождение гармонического сигнала через RC- и RL-цепи, определяются их комплексные частотные характеристики (КЧХ), а также исследуются передаточные характеристики таких цепей при прохождении через них прямоугольных сигналов.

1. Комплексно-частотный анализ реактивных схем Если устойчивая цепь переменного тока, работающая с гармоническим (синусоидальным, или косинусоидальным) сигналом некоторой частоты содержит только линейные постоянные элементы (резисторы, конденсаторы, индуктивности), анализировать работу такой цепи удобнее с помощью комплексных чисел. При этом формулируются следующие правила:

1. Амплитуды напряжения U и тока I представляются комплексными величинами U и, модуль и аргумент которых зависят от частоты и фазы гармонического воздействия. Например, напряжение радиоэлектронике мнимая единица обозначается через j, чтобы избежать возможной путаницы с традиционным обозначением тока i).

2. Реальные амплитуды напряжения и тока можно получить, домножив соответствующие комплексные представления на и выделив Так, напряжение U (t) выразится в следующем виде:

3. Можно определить также и комплексное сопротивление (импеданс) резисторов, конденсаторов и индуктивности:

4. Принятое соглашение для представления токов и напряжений позволяет записать закон Ома в следующей простой форме: I =U / Z, означающей, что напряжение U, приложенное к схеме с импедансом Z, порождает ток I.

Импеданс последовательно и параллельно соединенных элементов определяется по тем же правилам, что и сопротивление последовательно и параллельно соединенных резисторов:

При определении частотных характеристик цепи удобнее рассматривать цепи в виде четырехполюсников (рис.1).

Тогда можно ввести понятие комплексной передаточной функции напряжения (ее иногда называют комплексной частотной характеристикой (КЧХ)), как отношение комплексного напряжения на выходе к комплексному напряжению на входе четырехполюсника:

Модуль этой функции U(j)= KU()=Uвых/Uвх показывает зависимость от частоты отношения амплитуд выходного и входного гармонических колебаний и называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).

Схематическое представление четырехполюсника Аргумент комплексной передаточной функции показывает, как зависит от частоты разность фаз входного и выходного напряжений и называется фазочастотной характеристикой (ФЧХ).

Аналогично можно ввести комплексную передаточную функцию тока, из которой также можно получить соответствующие характеристики для амплитуд и фаз входного и выходного токов.

Необходимо отметить еще одно фундаментальное свойство линейных систем с постоянными параметрами. При любом, сколь угодно сложном воздействии на цепь, не возникает новых частот (т.е. частот, отсутствующих в спектре входного сигнала). Другими словами, выходное напряжение отличается от входного только изменением амплитуды и сдвигом фазы. Иногда говорят, что сигналы претерпевают лишь линейные искажения. Тем не менее, такие цепи находят широкое применение в задачах линейного усиления сигналов или используются в качестве фильтров различных частот.

2.Анализ частотных характеристик простейших Рассмотрим схему ненагруженной CR-цепи, показанной на рис.2,а.

Схематическое представление ненагруженных CR- a) и RС б)-четырехполюсников Для данной схемы входной импеданс складывается из сопротивления резистора и емкостного импеданса. Выходным элементом в данном случае является сопротивление, а ток, протекающий во входной и выходной цепях схемы одинаков.

Запишем комплексную передаточную функцию напряжения для этой цепи, используя закон Ома:

где величина СR-цепи будут выражаться следующим образом:

Качественные графики этих функций показаны на рис.3.

Качественные АЧХ (а) и ФЧХ (б) СR -четырехполюсника Как видно из рис. 3 а,б при прохождении через СR-четырехполюсник высокочастотные колебания не имеют амплитудных и фазовых искажений, низкочастотные сигналы практически не пропускаются, к тому же имеют значительные фазовые сдвиги. Поэтому принято такую схему называть фильтром высоких частот (ФВЧ). Полоса пропускания определяется, как область частот, в которой KU () 1/ 2.

Из соотношения:

можно определить, что частота среза полосы пропускания или граничная частота для CR-фильтра высоких частот. Очевидно, что меняя параметры схемы, можно легко смещать граничную частоту полосы пропускания фильтра.

Выполним аналогичные вычисления для ненагруженной RС-цепи, показанной на рис.2 б. Учитывая, что выходным сопротивлением в этом случае является емкостной импеданс, комплексная передаточная функция напряжения выглядит следующим образом:

АЧХ и ФЧХ RС-цепи будут выражаются следующими формулами:

Качественный вид этих функций приведен на рис.4.

Качественный вид АЧХ (а) и ФЧХ (б) RС-четырехполюсника Как видно из рис.4 а и б, в случае RС-четырехполюсника без искажений проходят низкочастотные колебания с частотами ниже частоты среза полосы пропускания. Выше этой частоты сигналы проходят со значительными амплитудными и фазовыми искажениями. Поэтому такую схему называют фильтром низких частот (ФНЧ).

Можно определить тип фильтра для каждой из схем соединения R и С и без проведения вычислений. Например, для RС-четырехполюсника (рис. 2 б) на высоких частотах (при >>1/) импеданс конденсатора стремится к нулю, соответственно стремится к нулю и выходное напряжение, снимаемое с этого конденсатора, а значит, стремится к нулю и АЧХ: KU()0. На низких частотах (tи), можно разложить экспоненту в ряд Тейлора е-t/1-t/.





Похожие работы:

«Международный консорциум Электронный университет Московский государственный университет экономики, статистики и информатики Евразийский открытый институт В.Ф. Максимова Л.В. Горяинова Микроэкономика Учебно-методический комплекс Москва 2008 1 УДК 330.101.542 ББК 65.018.5 М 597 Максимова В.Ф. МИКРОЭКОНОМИКА: Учебно-методический комплекс. – М.: Изд. центр ЕАОИ. 2008. – 204 с. В пособии излагаются основы рыночной экономики, раскрываются главные принципы ее функционирования на микроэкономическом...»

«Департамент образования Кировской области Кировское областное государственное образовательное автономное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) Институт развития образования Кировской области Негосударственное образовательное учреждение дополнительного образования Центр информационных технологий в обучении Познание И.В. Вылегжанина Безопасность ребенка в информационном обществе Методические рекомендации для образовательных учреждений по проведению...»

«ГОСУДАРСТВЕННОЕАВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ Траектория практического обучения по дисциплине Основы сестринского дела Барабинск 2010 И. В. Михайлова, О.В. Владимирова, Т.М. Ишкова, В.В. Хвалова Траектория практического обучения по дисциплине Основы сестринского дела Учебное пособие Траектория практического обучения по дисциплине Основы сестринского дела - составлено в соответствии с требованиями...»

«Н. Н. Непейвода, И. Н. Скопин ОСНОВАНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ УДК 519.682 Непейвода Н. Н., Скопин И. Н. Основания программирования Книга представляет собой первое издание в серии, предназначенной для студентов, готовящихся к работе по современным информационным технологиям, и специалистов в данной области. Рекомендуется как для первокурсников, уже имеющих начальное знакомство с программированием, так и для специалистов, имеющих лишь практический опыт и желающих получить более основательные...»

«Ефремов В.Д. Металлорежущие станки: учебник/ В.Д. Ефремов, В.А. Горохов, А.Г. Схиртладзе, И.А. Коротков; под общ. ред. П.И. Ящерицына. – Старый Оскол: ТНТ, 2011. – 696 с. В учебнике рассматриваются назначение, устройство, работа механизмов и настройка кинематических цепей основных типов металлорежущих станков, включая станки-автоматы и станки с программным управлением. Дается понятие об агрегатных и многоцелевых станках, автоматических линиях, гибких переналаживаемых комплексах, оснащенных...»

«ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая рабочая программа разработана применительно к учебной программе Технология. 8 класс, составленной на основании закона РФ Об образовании и в соответствии с письмом Министерства образования РФ от 09.07.2003. № 13–54–144/13. Данная рабочая программа ориентирована на использование следующих учебников, учебных и учебно-методических пособий: для учащихся: – Технология. 8 класс: учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений. – 2-е изд., перераб. / под...»

«Список электронных образовательных ресурсов библиотеки БОУ ВО Вологодский многопрофильный лицей. Универсальные энциклопедии Ready Reference:Сокращенное издание 32-томной Британской 1. Britannica 2004 энциклопедии.-М.: Новый диск,2003. 2. Большая Советская энциклопедия: На 3 дисках.-М.: Большая Рос. энцикл.,2003.-(Золотой Фонд российских энциклопедий). 3. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия. 2004:10 CD-ROM For Windows.- 8- е изд.,перераб.и доп.-М.: Кирилл и Мефодий. 2004. 4. Брокгауз и Эфрон:...»

«Министерство здравоохранения Российской Федерации Министерство здравоохранения Свердловской области Уральская государственная медицинская академия Муниципальное учреждение Клиническая больница №14 М.И. ПРУДКОВ, С.В. ПИСКУНОВ, А.И. НИКИФОРОВ ОСТРЫЙ АППЕНДИЦИТ Клиника. Диагностика. Традиционное и минимально инвазивное хирургическое лечение Пособие для врачей Екатеринбург Издательство Уральского университета 2001 2 УДК 616.346.2П85 Рекомендовано учебно-методическим объединением медицинских и...»

«Положение о региональном хранилище цифровых образовательных ресурсов 1. Общие положения 1.1. Положение определяет цели, задачи, требования к региональному хранилищу цифровых образовательных ресурсов (далее – Региональное хранилище ЦОР), порядок размещения цифровых образовательных ресурсов (далее – ЦОР). 1.2. Функционирование Регионального хранилища ЦОР регламентируется действующим законодательством, настоящим Положением. Настоящее Положение может быть изменено и дополнено. 1.3. Основные...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Машины и аппараты химических производств МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению выпускной квалификационной работы (дипломного проекта) для студентов специальности 171700, 130603 Самара 2005 Составители: В.П. СТАРИКОВ, А.С. ПЕЧНИКОВ, М.В. БЕСТУЖЕВСКИЙ УДК Методические указания по выполнению выпускной квалификационной работы...»

«1 2 ББК81.2Нем С89 Рекомендовано Комитетом по высшей посоле Министерства науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации для использования в учебном процессе студентами высших учебных заведений Рецензенты: кафедра лексики и фонетики немецкого языка Московского педагогического государственного университета (зав. кафедрой канд. филол. наук доцент М.Ш. Израйловский); канд. филол. наук доц. В.Т. Косов (Московский государственный лингвистический университет). Сущинский И.И. С 89...»

«Данные об обеспеченности учебно-методической документацией Направление (специальность): 080504 Государственное и муниципальное управление Специализация: Психология управления № Наименование Наименование Количество Обеспеченность п/п дисциплины учебников, учебно-методических, методических пособий, экземпляров студентов разработок и рекомендаций учебной литературой (экземпляров на одного студента) Цикл гуманитарных и социально-экономических дисциплин 1. Иностранный язык 1.Бурова З. И. Учебник...»

«Теория и практика коррекционной педагогики Предлагаемое учебное пособие представляет собой первый в республике опыт изложения наиболее важных проблем коррекционной педагогики и специального образования. Здесь отражены современные взгляды на сущность патологии, меры профилактики и предотвращения инвалидности, на место человека-инвалида в обществе, представлены основные направления коррекционной работы, раскрыты особенности использования традиционных и альтернативных средств коррекции, освещены...»

«Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет Факультет инженеров транспорта УТВЕРЖДАЮ Декан ФИТ С.А. Ляпин _ _ 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ПРАВОВЕДЕНИЕ Направление подготовки _ 190600 Эксплуатация транспортно-технологических_ машин и комплексов Профиль подготовки Автомобильный сервис_ Квалификация (степень) выпускника бакалавр_ Форма обучения _ очная_ г. Липецк – 2011 г. Содержание 1. Цели освоения...»

«Кафедра КИС ХТ Научная работа Государственные и международные проекты и гранты С 2001 по 2011 гг. на кафедре выполнялись следующие проекты и гранты: 2001-2002 г.г. - Проект 4.7.2. (45.0) 171.6 Разработка информационно-аналитической системы подпрограммы сопровождения научно-технической подпрограммы Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники (ИАСС НТП) по программе Научное, научно-техническое, материально-техническое и информационное обеспечение системы...»

«Министерство здравоохранения Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им.И.М.Сеченова Факультет управления здравоохранением Кафедра общественного здравоохранения с курсом профилактической медицины Основы эпидемиологии и статистического анализа в общественном здоровье и управлении здравоохранением Учебное пособие для ординаторов и аспирантов Москва 2003 1 Авторы: Сырцова Л.Е., профессор, д.м.н.,...»

«Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Институт экономики и управления (г. Пятигорск) НОУ ВПО ИнЭУ УТВЕРЖДАЮ Председатель УМС Щеглов Н.Г. Протокол № 2 от 19 октября 2011 г. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине Теория государства и права для студентов специальности: 030501 Юриспруденция очной и заочной форм обучения Пятигорск, 2011 1 Составитель: Сумская М.Ю., к.и.н., доцент кафедры теории, истории государства и права....»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Ижевский государственный технический университет Кафедра Лингвистика МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСУ РУССКИЙ ЯЗЫК И КУЛЬТУРА РЕЧИ для студентов ИжГТУ Ижевск, 2008 УДК 801(07)+82.085(07) ББК 81.2Р-92+81.2Р-7 М 54 Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры Лингвистика Протокол №2 от 26 сентября 2008 г. Рецензент: Некипелова И.М. – кандидат филологических наук, доцент кафедры Лингвистика Методические указания к курсу...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КОМИТЕТ ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Г. ЙОШКАР-ОЛЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР Г. ЙОШКАР-ОЛЫ ОРГАНИЗМ И СРЕДА: ФАКТОРИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ Допущено Учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 013500 Биоэкология Йошкар-Ола, 2005 2 ББК 28.708 УДК 577.4 В 76 Рецензенты: В.Н. Максимов, д-р биол. наук профессор МГУ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СТАНДАРТЫ и РУКОВОДСТВА по обеспечению качества основных образовательных программ подготовки бакалавров, магистров и специалистов по приоритетным направлениям развития Национального исследовательского Томского политехнического университета (Стандарт ООП ТПУ) Под редакцией профессоров А.И....»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.