Кафедра теории электрических цепей

Курсовая работа № 1

по Теории цепей (третий семестр)

 

Тема: “Расчёт и исследование стационарных режимов

разветвлённых электрических цепей”

 

Разработал проф. Урядников Ю.Ф.

 

На рис. 1 приведена схема усилителя низкой частоты, где Сх.1 – входная цепь, а Сх.2 – выходная цепь. На вход усилителя (Вх.) подается сигнал от источника сигнала, а к выходу усилителя (Вых.) подключается нагрузка. Необходимо провести исследование (расчет) входной цепи в режиме постоянного тока, а выходной цепи в режиме гармонических колебаний.

 

Рис. 1

 

Топология рассчитываемой Вами входной электрической цепи (ЭЦ-1) с учетом источника входного сигнала и входной цепи микросхемы

DA-1 приведена на рис.2. Топология ЭЦ-1 группы студентов определяется следующим образом.

- Для группы БИН 1104 – Рис.2-а.

- Для группы БИН 1105 – Рис.2-б.

- Для группы БИН 1106 – Рис.2-в.

- Для группы БИК 1105 – Рис.2-г.

Наименование элементов ЭЦ -1 заданной топологии приведены в табл.1, где номер “ n ” Вашего варианта определяет тип элементов цепи. Номер варианта соответствует номеру фамилии студента в журнале.

 

 

Рис. 2-а

 

Рис. 2-б

 

Рис. 2-в

 

 

 

Рис. 2-г

 

 

1. Начертите схему Вашей ЭЦ -1, вставив на место квадратов “Э” элементы Вашего варианта табл.1. Выпишите из табл.2 и вычислите значения номиналов элементов Вашей схемы, используя число n – номер Вашего варианта. Параметры источников напряжения (ИН) заданы:

Е₁ = (5,1 +0,1 n) мВ; Е₂ = (2,1 +0,15 n) мВ.

 

2. Проведите расчет схемы ЭЦ-1 в режиме постоянного тока следующими методами:

a. Методом на основе законов Кирхгофа,

b. Методом узловых потенциалов,

c. Методом контурных токов.

3. Рассчитайте ток во всех ветвях и напряжение на всех элементах

ЭЦ -1(см. пункт 1). Рассчитайте баланс мощностей для ЭЦ-1.

Сделайте выводы из сравнения различных методов расчета.

4. Топология рассчитываемой Вами выходной электрической цепи (ЭЦ-2) с учетом микросхемы DA-1 для всех групп студентов приведена на рис.3. Начертите схему Вашей ЭЦ -2, вставив на место квадратов “Э” элементы Вашего варианта табл.3. Выпишите из табл.4 и вычислите значения номиналов элементов Вашей схемы, используя число n – номер Вашего варианта. Номер варианта соответствует номеру фамилии студента в журнале. Параметры источника тока на входе определяется следующей формулой:

 

G = 0,3 мСм; j(t) = I_mcos(ωt+φ),

 

где I_m = (1,7+0,35 n), [мА]; ω =2πf, f = 0,3 n [кГц].

 

Рис. 3

 

5. Проведите анализ схемы ЭЦ -2 и выберите для себя наиболее эффективный метод расчёта режима гармонических колебаний.

Рассчитайте ток и напряжение во всех ветвях ЭЦ-2 в режиме гармонических колебаний. Рассчитайте баланс мощностей для ЭЦ-2.

 

6. Рассчитайте величину максимальной активной мощности сигнала, которую может отдавать ЭЦ-2 в режиме гармонических колебаний в нагрузку R_н. Сделайте выводы.

Указание: при расчете максимальной активной мощности вместо R_н подключите переменное сопротивление R и найдите его оптимальное значение.

7. Найдите комплексную передаточную функцию ЭЦ-2 по напряжению .

 

Постройте АЧХ и ФЧХ Вашей ЭЦ-2. Исследуйте резонансные свойства цепи. Определите полосу пропускания цепи. Сделайте выводы о возможных линейных искажениях сигнала в диапазоне аудиочастот.

Указание: при построении графиков используйте логарифмический масштаб по оси частот f.

 

Табл.1

№ п/п (n)	Элементы схемы
Э1	Э2	Э3	Э4	Э5	Э6	Э7	Э8	Э9
	ИН1	R1	R2	R5	R3	ИН2	R6	R7	R4
	R4	ИН1	R1	R2	R5	R3	ИН2	R6	R7
	R7	R4	ИН1	R1	R2	R5	R3	ИН2	R6
	R6	R7	R4	ИН1	R1	R2	R5	R3	ИН2
	ИН2	R6	R7	R4	ИН1	R1	R2	R5	R3
	R3	ИН2	R6	R7	R4	ИН1	R1	R2	R5
	R5	R3	ИН2	R6	R7	R4	ИН1	R1	R2
	R1	R2	R5	R3	ИН2	R6	R7	R4	ИН1
	ИН2	R5	R1	R6	ИН1	R2	R3	C	R4
	R4	ИН2	R5	R1	R6	ИН1	R2	R3	R7
	R7	R4	ИН2	R5	R1	R6	ИН1	R2	R3
	R2	R3	R7	R4	ИН2	R5	R1	R6	ИН1
	R6	ИН1	R2	R3	R7	R4	ИН2	R5	R1
	R1	R6	ИН1	R2	R3	R7	R4	ИН2	R5
	R5	R1	R6	ИН1	R2	R3	R7	R4	ИН2
	ИН1	R5	R1	R2	ИН2	R6	R3	R4	R7
	R7	ИН1	R5	R1	R2	ИН2	R6	R3	R4
	R4	R7	ИН1	R5	R1	R2	ИН2	R6	R3
	R3	R4	R7	ИН1	R5	R1	R2	ИН2	R6
	R3	R4	R7	R5	ИН1	R1	R2	R6	ИН2
	R2	R6	R3	R4	ИН1	R7	R5	R1	ИН2
	ИН2	R2	R6	R3	R4	ИН1	R7	R5	R1
	R1	ИН2	R2	L2	R3	R4	ИН1	R7	R5
	ИН2	R6	R7	R1	R2	ИН1	R5	R3	R4
	R4	ИН2	R6	R7	R1	R2	ИН1	R5	R3
	R3	R4	ИН2	R6	R7	R1	R2	ИН1	R5
	R5	R3	R4	ИН2	R6	R7	R1	R2	ИН1
	ИН1	R5	R3	R4	ИН2	R6	R7	R1	R2
	R2	ИН1	R5	R3	R4	ИН2	R6	R7	R1
	R1	R2	ИН1	R5	R3	R4	ИН2	R6	R7

 

 

Табл.2

R1, [ кОм ]	R2, [ кОм]	R3, [ кОм ]	R4, [ кОм ]	R5, [ кОм]	R6, [ кОм ]	R7, [ кОм ]
1,5 n	3n	5n	7n	5n	7n	2,5n

 

Табл.3

№ п/п (n)	Элементы схемы
Э1	Э2	Э3	Э4	Э5	Э6	Э7	Э8
	R4	R1	R2	L1	R3	R5	L2	C
	R4	С	R1	R2	L1	R3	R5	L2
	C	R4	L2	R1	R2	L1	R3	R5
	L2	C	R4	R3	R1	R2	L1	R3
	R5	L2	C	R4	R3	R1	R2	L1
	R3	R5	L2	C	R4	L1	R1	R2
	L1	R3	R5	L2	C	R4	R2	R1
	R1	R2	L1	R3	R5	L2	C	R4
	R5	L1	R1	L2	R4	R2	R3	C
	R4	R5	L1	R1	L2	С	R2	R3
	C	R4	R5	L1	R1	L2	R3	R2
	R2	R3	C	R4	R5	L1	R1	L2
	L2	R2	R3	C	R4	R5	L1	R1
	R1	L2	R2	R3	C	R4	R5	L1
	R1	L2	R3	R2	L1	C	R4	R5
	L1	R1	L2	R5	R2	R3	C	R4
	С	L1	R1	R5	R2	L2	R3	R4
	C	R4	L1	R1	R5	R2	L2	R3
	R4	C	R3	L1	R1	R5	R2	L2
	L2	R4	C	R3	L1	R1	R5	R2
	L2	R3	R4	C	R2	L1	R1	R5
	R2	L2	R3	R4	R5	С	L1	R1
	R5	R2	L2	R3	R4	R1	C	L1
	R1	L1	R2	L2	R3	R4	R5	C
	R5	L2	C	R1	R2	R4	L1	R3
	R4	R5	L2	C	R1	R2	R3	L1
	R3	R4	R5	L2	C	R1	R2	L1
	L1	R3	R4	R5	L2	C	R1	R2
	R2	L1	R3	R4	R5	L2	C	R1
	R2	R1	L1	R3	R4	R5	L2	C

 

Табл.4

R1, [ кОм ]	R2, [ кОм]	R3, [ кОм ]	R4, [ кОм ]	R5, [ кОм ]	L1, [ мГн ]	L2, [ мГн ]	C, [ нФ ]
6,5 n	3n	4,5n	2,5n	7,5n	5n	7n	0,4n

 

Указание по выполнению КР:

1. Расчёт задания необходимо начинать со 2-й недели семестра.

2. Расчёты в пояснительной записке курсовой работы должны приводиться достаточно подробно с кратким пояснением, как получены те или иные результаты. Фрагментарно – тезисные (в основном одни формулы и числа) пояснительные записки для проверки не будут приниматься.

3. Пояснительная записка выполняется на листах А4, текст и титульный лист пишется на одной стороне с соблюдением ГОСТа. Листы брошюруются и нумеруются. Выполненная работа подписывается автором (на титульном листе).

4. Оптимальный срок сдачи окончательно выполненной работы на проверку в начале декабря.

5. Защита курсовой работы производится через неделю после сдачи на проверку. (Студент, как правило, отвечает устно или письменно на 2-3 вопроса по пояснительной записке выполненной КР).

6. Итоговая оценка за выполненную и защищенную КР складывается из содержания работы (отсутствие ошибок и аккуратности ее выполнения) и ответов студента на защите. Работа после защиты хранится на кафедре 1 год.

7. Пример выполнения титульного листа КР приветен ниже.

Титульный лист не меняется студентом после сдачи КР на проверку и исправления обнаруженных ошибок.

 

 

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ (МТУСИ)

 

Кафедра теории электрических цепей

 

Курсовая работа 1