Расчет параметров четырехполюсника - Курсовая работа

Новые системы автоматики, телемеханики, связи и управления основываются на последних достижениях науки и техники, все в большей степени здесь находят применение микроэлектроника и элементы вычислительной техники, составляющих ее устройств требует точных методов расчета, которые в значительной мере основываются на теории линейных электрических цепей (ТЛЭЦ).Формулы операторных сопротивлений имеют вид: Рисунок 1.1 - Схема замещения исследуемого ЧП В реактивном двухполюснике формула сопротивления содержит в числителе только четные степени, а в знаменателе - только нечетные степени оператора р и наоборот, формула сопротивления в числителе содержит только нечетные степени, а в знаменателе - только четные степени оператора р; Приравнивая числитель (1.1) к нулю определим нули функции: . Схема синтезируемого ДП соответствует схеме приведенной на рисунке 1.3. Исходя из расчетов видно, что схема синтезируемого ДП состоит из последовательного соединения индуктивности и емкости и соответствует схеме приведенной на рисунке 1.3.Рисунок 2.1 - Элементная схема мостового ЧППроизведем расчет для прямой передачи входного сопротивления при холостом ходе. Схема включения четырехполюсника для нахождения входного сопротивления представлена на рисунке 2.2. Подставляя в (2.1) сопротивления ДП (1.1) и (1.2) получим Приравнивая числитель и знаменатель (2.2) к нулю находим корни, которые являются нулями и полюсами сопротивления .Произведем расчет для прямой передачи входного сопротивления при КЗ. Схема включения четырехполюсника для нахождения входного сопротивления представлена на рисунке 2.4. Подставляя в (2.1) сопротивления ДП (1.1) и (1.2) получим Приравнивая числитель и знаменатель (2.4) к нулю находим корни, которые являются нулями и полюсами сопротивления . Полюсно-нулевое изображение представлено на рисунке 2.5.Матрица А имеет вид: . Подставляем значения сопротивлений ДП в матрицу А получим: . Проверим правильность расчета А-матрицы по формуле: . Зависимость А-параметров от частоты приведена в таблице 3.1.При исследовании работы четырехполюсника в качестве различных устройств автоматики, телемеханики и связи удобно пользоваться характеристическими параметрами.Характеристическое сопротивление - это такое сопротивление, при подключении которого в качестве нагрузки входное сопротивление четырехполюсника становится равным соответственно характеристическому сопротивлению. Выразим характеристическое сопротивление через сопротивления ХХ и КЗ: .Характеристическая постоянная передачи оценивает потери мощности в ЧП, не зависит от направления передачи энергии через ЧП: , (4.3) где - комплексная величина. Вещественной частью является постоянная затухания , которая показывает степень потери мощности в ЧП или степень уменьшения амплитуды тока (напряжения) на выходе четырехполюсника по сравнению с этими величинами на входе: (4.4) Мнимой частью является фазовая постоянная , которая показывает смещение по фазе между токами и напряжениями на входе и выходе четырехполюсника: .Повторным сопротивлением называется такое сопротивление когда, при подключении которого к качестве нагрузки входное сопротивление четырехполюсника становится равным нагрузочному.Входным сопротивлением четырехполюсника называется то полное сопротивление четырехполюсника переменному току, которое может быть измерено со стороны его входных зажимов при условии замыкания его выходных зажимов на заранее заданное сопротивление.В ряде случаев при определении условий передачи энергии от входа к выходу четырехполюсника требуется учитывать .Подставив значения А - параметров на частоте рад/с в выражение (4.12), то получим следующее численное значение приведенного сопротивления: Ом.Для характеристики условий передачи мощности сигнала через ЧП используют логарифмическую меру рабочего коэффициента передачи по мощности четырехполюсника - рабочую постоянную передачи.В соответствии с заданием, целью проведения эксперимента является проверка частотной зависимости сопротивления короткого замыкания методом моста переменного тока. а б Рисунок 5.1 - Схемы измерения: а) при емкостном характере измеряемого сопротивления; Проведем расчет на контрольной частоте : Все измерения были занесены в таблицу 5.1Для того чтобы найти сопротивления эквивалентного ЧП, а затем и параметры элементов двухполюсников Z`1 и Z`2, необходимо записать А - параметры ЧП, затем приравнять соответствующие А - параметры, к примеру, А11 Т - образного ЧП приравнять к А11 мостового ЧП. Основная матрица эквивалентного четырехполюсника имеет вид (см. рисунок 6.1): (6.1) Приравняем А - параметры Т - образного ЧП к А - параметрам мостового, тогда получим следующие уравнение (достаточно приравнять параметры А11 и А21): Выполним преобразования и подстановку, и получим следующие выражения: Найдем сопротивления симметричного мостового ЧП: Далее определим по полученным выражениям элементы схемы: Из этих выражений видим, что . Схема полученного ДП изображена на рисунке 6.2. Нормируем данную функцию, для этого производим замену и выполняя п

Содержание

Введение

1. Синтез схем реактивных двухполюсников, входящих в состав исследуемого четырехполюсника

2. Расчет входных сопротивлений четырехполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания

2.1 Режим холостого хода

2.2 Режим короткого замыкания при прямом включении передачи сигнала

3. Нахождение основной матрицы типа а и системной функции исследуемого четырехполюсника

4. Расчет характеристических, повторных и рабочих параметров четырехполюсника

4.1 Характеристические параметры

4.1.1 Характеристические сопротивления

4.1.2 Характеристическая постоянная передачи

4.2 Повторные параметры четырехполюсника

4.3 Рабочие параметры четырехполюсника

4.3.1 Расчет входных сопротивлений

4.3.2 Расчет сопротивлений передачи

4.3.3 Расчет приведенных сопротивлений

4.3.4 Расчет рабочих постоянных передачи

5. Экспериментальная проверка результатов теоретических расчетов

6. Расчет элементов эквивалентного ЧП

6.1 Расчет элементов эквивалентного пассивного ЧП

6.2 Расчет элементов эквивалентного активного ЧП

Заключение

Список использованной литературы

Системы автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте представляют собой технические средства управления перевозочным процессом, способствующие повышению эффективности работы дорог и безопасности движения поездов. Новые системы автоматики, телемеханики, связи и управления основываются на последних достижениях науки и техники, все в большей степени здесь находят применение микроэлектроника и элементы вычислительной техники, составляющих ее устройств требует точных методов расчета, которые в значительной мере основываются на теории линейных электрических цепей (ТЛЭЦ).

Методы ТЛЭЦ широко применяются в инженерных расчетах элементов самых разнообразных устройств, состоящих из электронных, механических и других приборов, так как только представление разнообразных приборов эквивалентными схемами ТЛЭЦ позволяет рассматривать взаимодействие систем единым образом. Этим объясняется всевозрастающее использование методов ТЛЭЦ во всех отраслях автоматики, телемеханики и связи.