Задание к выполнению курсовой работы

Выполнение курсовой работы состоит в проведении анализа линейной динамической цепи типа электрического фильтра. Каждый студент выполняет свой вариант работы. Данное задание – единое для всех вариантов.

Для каждого варианта заданы в табличной форме структура цепи и параметры её элементов. Источник сигнала – источник гармонического напряжения. Нагрузка – резистор. Ветви и узлы схемы пронумерованы. Нумерация – от источника к нагрузке.

При анализе цепи необходимо:

1. Начертить схему цепи. Включить в состав ветви 1 идеальный источник напряжения, один из выводов которого присоединить к узлу с номером 0. Подключить резистор нагрузки между узлом с наибольшим номером и узлом 0.

2. Найти операторную функцию передачи цепи как отношение комплексных амплитуд напряжения нагрузки и напряжения источника в виде дробно-рациональной функции комплексной частоты с буквенными и числовыми коэффициентами.

Для получения аналитического выражения операторной функции передачи рекомендуется применить программу (виртуальный прибор) General Numbers. vi, разработанную в среде графического программирования LabVIEW.

Выписать выражение операторной функции.

Получить и записать выражение для комплексной функции передачи напряжения в виде функции от мнимой частоты jω с числовыми коэффициентами.

Для упрощения вычисления и представления числовых значений коэффициентов нужно перейти в записи комплексной функции передачи к нормированной частоте jΩ = jω/10⁶ , с^–1.

3. Для выполнения последующих этапов следует применить пакет прикладных программ для автоматизированного проектирования электронных схем Multisim.

4. Чтобы провести анализ, нужно составить в главном окне программы Multisim схему исследуемой цепи, используя таблицу задания к курсовой работе и схему, начерченную при выполнении п. 1.

4. Построить с помощью программы Multisim графики АЧХ и ФЧХ. Найти параметры построенных характеристик, перечисленные в разделе 3 данных методических указаний.

График АЧХ должен быть представлен с логарифмическими масштабами по осям уровня и частоты. Вдоль вертикальной оси графика должны быть указаны уровни АЧХ в децибелах. Частоту следует указывать в герцах.

График ФЧХ необходимо представить в логарифмическом масштабе по оси частот и в линейном масштабе по оси фаз. Значения фазы нужно указывать в градусах.

Границы частотного диапазона при построении АЧХ и ФЧХ необходимо выбирать таким образом, чтобы выявить значения ФЧХ до минимального уровня –60 дБ.

5. Построить графики частотной зависимости модуля и аргумента входного сопротивления цепи.

Выбрать при построении тот же диапазон частот, что при исследовании ФЧХ и ФЧХ. Найти параметры входной проводимости, перечисленные в разделе 4 методических указаний.

6. Построить таблицы и графики полюсов и нулей для операторной функции передачи и входного сопротивления цепи. Провести анализ полученных результатов в соответствии с требованиями, изложенными в разделе 5 методических указаний.

7. Построить графики переходной и импульсной характеристик цепи.

Выбрать в качестве последнего значения шкалы по оси времени время установления переходного процесса в цепи. Провести анализ характеристик в соответствии с требованиями раздела 6 методических указаний.

8. Оформить исходные данные и результаты анализа в пояснительной записке в соответствии с требованиями стандарта СТП ЮУрГУ 04-2001.

Основная часть пояснительной записки должна содержать таблицу исходных данных, схему цепи, аналитические выражения операторной и комплексной функций передачи, графики АЧХ и ФЧХ, графики частотной зависимости входной проводимости цепи, таблицы и карты полюсов и нулей для функции передачи и входного сопротивления, графики переходной и импульсной характеристик.

Записка должна быть разбита на разделы, соответствующие перечисленным в данном задании этапам выполнения работы. В каждом разделе должны находиться результаты анализа полученных формул и графиков. В заключении нужно привести мотивированные и нетривиальные выводы по работе.

При выполнении курсовой работы рекомендуется использовать, кроме литературы по теории цепей, следующие источники:

1. Загидуллин, Р.Ш. Multisim, LabVIEW и Signal Express. Практика автоматизированного проектирования электронных устройств / Р.Ш. Загидуллин. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 366 с.

2. Введение в Multisim. Трёхчасовой курс. – М.: National Instruments Россия, 2006. – http://digital.ni.com/worldwide/russia.nsf/. – 42 с.

3. NI Multisim. Fundamentals/ – Austin: National Instruments Corporation, 2010. – http://www.ni.com/manuals/372937a.pdf/. – 52 p.

4. Multisim User Guide. – Austin: National Instruments Corporation, 2007.