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) = Imcos(ωt+φ),
где Im = (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 Rн. Сделайте выводы.
Указание: при расчете максимальной активной мощности вместо Rн 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