Дослідження впливу параметрів активних елементів та технологічного розбігу параметрів пасивних елементів на частотні характеристики

 

Вплив паразитних параметрів оцінюють погрішністю модуля (АЧХ) та аргументу (ФЧХ) передавальної функції:

Ідеальне АЧХ:

Реальне АЧХ:

Будуємо погрішність модуля (АЧХ) (рисунок 5.1):

Рисунок 5.1 - Погрішність модуля (АЧХ)

Ідеальне ФЧХ:

Реальне ФЧХ:

Будуємо графік залежності погрішності аргументу ФЧХ (рисунок 5.2):

Рисунок 5.2 - Погрішність аргументу ФЧХ

 

6 Побудова реальних частотних характеристик, прийнявши, що параметри окремих резисторів та ємностей відрізняються від розрахункових на деякі величини та

Приймаємо, що параметри резисторів та ємностей відрізняються від номінальних на величину поля допуску 5% у більший бік. Таким чином:

Перераховуємо :

Перерахувавши , будуємо реальні АЧХ (рисунок 6.1) та ФЧХ (рисунок 6.2):

 

Рисунок 6.1 – Реальне АЧХ

 

 

Рисунок 6.2 – Реальне ФЧХ

 

 

Побудова реальних АЧХ та ФЧХ, врахувавши кінцеве значення коефіцієнта підсилення операційного підсилювача

Використовуємо передавальну функцію Н(р) для раніше розрахованої схеми заміщення із залежними джерелами до заміни .

Беремо операційний підсилювач серії К140УД7, у якого коефіцієнт підсилення напруги () не менший, ніж 30000. Беремо

Функція Н(р) має вигляд:

Зробимо перетворення виразу Н(р), а саме приведемо вирази у чисельнику та знаменнику до спільного знаменника та скоротимо дріб.

Підставимо дані у формулу Н(р):

Таким чином, будуємо реальне АЧХ (рисунок 7.1) та ФЧХ (рисунок 7.2):

 

Рисунок 7.1 – Реальне АЧХ з урахуванням коефіцієнта підсилення

 

 

Рисунок 7.2 – Реальне ФЧХ з урахуванням коефіцієнта підсилення

 

Зобразимо усі АЧХ та ФЧХ на одному графіку для порівняння їх зміни при різних впливах (рисунок 7.3 та рисунок 7.4)

Рисунок 7.3 – Усі види АЧХ

Рисунок 7.4 – Усі види ФЧХ

 

 

Висновок

Навики розрахунків активних RC кіл мають велике значення в засвоєнні матеріалу основ радіоелектроніки, тому що на їх основі базується побудування багатьох пристроїв, зокрема і фільтрів, один з яких, а саме поліноміальний режекторний фільтр (РФ), був досліджений в даній курсовій роботі. Його складові – пасивні елементів (конденсатори, резистори) і активні елементи (наприклад, операційні підсилювачі). Розрахунок АRС кіл потребує заміни підсилювача ідеалізованим елементом, яким може бути або кероване джерело напруги або аномальний елемент, відповідно для методу з залежними джерелами або для схеми заміщення з аномальними елементами. Були проведені розрахунки обома методами. Одержані передавальні характеристики повністю зійшлися, що підтверджує правильність розрахунків. Отриману передавальну функцію шляхом алгебраїчних перетворень було приведено до виду, який відповідає схемі РФ. Після розрахунків параметрів елементів схеми були побудовані амплітудно-частотні та фазо-частотні характеристики, а саме до і після вибору елементів та враховуючи відхилення параметрів елементів від номінальних. Порівнюючи отримані АЧХ і ФЧХ можна цілком переконатися в тому, що вибір елементів призвів до незначного відхилення частоти полюсу та добротності схеми, які в свою чергу напряму зв’язані з коефіцієнтом підсилення.

Також було досліджено вплив на частотні характеристики збільшення опору резисторів та ємності конденсаторів на 5%. Змін АЧХ та ФЧХ дуже незначні, але в реальних умовах можуть виявитися критичними.

 

 

Список літератури

 

1. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1986. – 544 с.

2. Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1989. – 528 с.

3. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – 5-е изд., перераб. – М.: Энергоаомиздат, 1989. – 528 с.

4. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники: Учеб. Пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. И доп. – М: Радио и связь, 1985. – 488 с.

5. Панфилов И.П., Дырда В.Е. теория электрической связи: Учебник для техникумов. - М: Радио и связь, 1991. – 344 с.

6. Перхач В.С. Теоретична електротехніка: Лінійні кола: Підручник. – К.: Вища шк., 1992. 439 с.