Определим амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики входной функции, пользуясь полученной картой и соотношениями (используя тот же метод, который использовался в пункте 3.4):Амплитудно-частотная характеристика:(5.3)Фазо-частотная характеристика: (5.4) 1) на частоте =1:АЧХФЧХ2) при = ωнmax=1,4:Используем ту же карту нулей и полюсов (рисунок 5.6), при этом направим все векторы от нулей и полюсов в точку 3 на мнимой оси: Н=12; П=2,2; =0; =;АЧХФЧХ3) при :Используем ту же карту нулей и полюсов (рисунок 5.
3.1), при этом направим все векторы от нулей и полюсов в начало координат. Видно, что углы нулей и полюсов равны 0, а модули равны модулям нулей и полюсов. Значит:
АЧХФЧХ4) при 0:Используем ту же карту нулей и полюсов (рисунок 5.
3.1), при этом все векторы направим от нулей и полюсов в бесконечность, параллельно мнимой оси координат. Видно, что все модули равны бесконечности, а аргументы приблизительно 900АЧХФЧХАЧХ и ФЧХ входной функции для полной цепина основе ПНИ представлены на рисунках 5.7 и 5.
8.Рисунок 5.7-АЧХ входной функции для полной цепина основе ПНИ Рисунок 5.8-ФЧХ входной функции для полной цепина основе ПНИ Ожидаемый характер частотной характеристики для передаточной функции полной цепи.
Нули и полюсы для передаточной функции полной модели:
Нули.
Полюсы: Масштабный коэффициент Карта нулей и полюсов передаточной функции представлена на рисунке 5.
9. Рисунок 5.9 — ПНИ передаточной функции полной модели для ω=1Цепь является устойчивой, если выполняются седующие условия:
1) знаки всех слагаемых одинаковы;
2) присутствие всех степеней. Для нашей входной функции эти условия выполнены. Определим амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики передаточной функции, используя полученную карту и соотношения:
Амплитудно-частотная характеристика:
Фазо-частотная характеристика: 1) на частоте Н=1:АЧХФЧХПри рассчитанном значении амплитудно-частотной характеристики присутствует знак минус, это говорит об инверсии.
2) при Н = 1,4 (используя рисунок 5.9):АЧХФЧХ3) при 0:АЧХФЧХ4) при =Р = 0.827:АЧХФЧХ5) при :Для расчетов используем ту же карту нулей и полюсов (рисунок 5.9), при этом все векторы направим от нулей и полюсов в бесконечность, параллельно мнимой оси координат. Видим, что все модули равны бесконечности, а аргументы 900АЧХФЧХАмплитудно-частотная характеристика стремится к нулю, так как степень знаменателя выше. Полученные результаты совпадают с результатами, полученными ранее. Результаты вычислений для входной (ВФ) и передаточной функции (ПФ) по ПНИ приведены в таблице 5.
3.1. ВФАЧХ0.
4180.
2740.
360.
51ФЧХ-1.
14 849.
27 000ПФАЧХ1.
1811.
181.67 710ФЧХ-30.195−130.
715−82.9090−90Таблица 5.1 — Результаты вычислений для входной и передаточной функции по ПНИ5.4 Значения амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик входной и передаточной функций в автоматизированном расчете цепи.
Модель полной цепи, собранная в программе Workbench представлена на рисунке 5.
10.Рисунок 5.10 — Модель полной цепи, собранная в программе WorkbenchПо показаниям боде-плоттера получим значения амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик передаточной функции в интервале от 0 до 3ωpПо полученным данным построим графики (рисунок 5.11):Рисунок 5.11Модель полной цепи для определения АЧХ и ФЧХ входной функции, собранная в программе Workbench представлена на рисунке 5.
12.Рисунок 5.12 — Модель полной цепи, собранная в программе Workbench для определения АЧХ и ФЧХ входной функции.
По полученным данным построим графики (рисунок 5.13):Рисунок 5.
135.
5 Входное сопротивление полной цепи при последовательной и параллельной моделях на одной из частот заданного диапазона (ω ≠ 0 и ω ≠ ωР)(5.5)Найдем сопротивление полной цепи на заданной частоте. Для этого подставим во входную функцию цепи значение =1,4, получим: Последовательная модель (рисунок 5.14):Рисунок 5.14 — Последовательная модель.
Параллельная модель:
Рисунок 5.14 — Параллельная модель.
ВыводыВ проведенной работе я исследовал транзистор с избирательной нагрузкой. Рассчитал амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики входной и передаточной функции полной цепи, амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики входной функции нагрузки, значения частотной характеристики в заданных точках. Построил карты нулей и полюсов для входной функции нагрузки, для входной и передаточной функции полной цепи. Выполнил автоматизированный расчет цепи. Результаты вычислений различными методами для входной (ВФ) и передаточной функции (ПФ) по ПНИ совпадают и приведены в таблице:
ВФАЧХ0.
4180.
2740.
360.
51ФЧХ-1.
14 849.
27 000ПФАЧХ1.
1811.
181.67 710ФЧХ-30.195−130.
715−82.9090−90Таблица 3.
6.1 — Результаты вычислений для входной и передаточной функции по ПНИ.
Список литературы
1. Мельникова И. В., Тельпуховская Л. И. Основы теории цепей Ч2. — Томск.: ТМЦДО 2002.
2. И. В. Мельникова. Схемные функции и частотные характеристики линейных электрических цепей.
Методические указания по выполнению курсовой работы. Томск 2017.
