Файл: Методические указания к курсовой работе екатеринбург2023 введение теория линейных электрических цепей.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 41

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Министерство образования И НАУКИ РФ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Основы теории
радиотехнических сигналов и цепей

Методические указания к курсовой работе
ЕКАТЕРИНБУРГ2023

ВВЕДЕНИЕ


Теория линейных электрических цепей является важнейшей составной частью дисциплины «Основы теории радиотехнических сигналов и цепей», в которой рассматриваются современные методы анализа и синтеза линейных радиотехнических устройств различного назначения, требующие знания обширного математического аппарата и применения вычислительной техники.

При этом особое внимание уделяется сущности процессов в цепи и фундаментальным понятиям, важным для изучения любых линейных систем.Именно в этом разделе курса вводится множество новых понятий и определений, каждое из которых является достаточно простым, но освоение и применение которых в совокупности представляет собой сложную задачу.

Теория линейных цепей образует фундамент, на котором базируется вся профессиональная творческая деятельность радиоинженера. Залогом успеха в этой деятельности является хорошее изучение аппарата анализа радиотехнических цепей и умение применять его для решения практических задач. Можно с уверенностью утверждать, что без глубокого усвоения этого аппарата невозможно ни дальнейшее обучение в университете, ни успешная работа по специальности.

Целью настоящей курсовой работы является систематизация и закрепление знаний студента в области теоретической радиотехники, привитие практических навыков расчета и анализа характеристик радиотехнических сигналов и цепей.

Темой курсовой работы является изучение прохождения детерминированного и случайного сигнала, а также их смеси через линейную стационарную цепь второго порядка и оценка влияния параметров цепи на спектральные характеристики и параметры выходного сигнала. При этом необходимо использовать как подход, основанный на временном представлении свойств сигналов и цепей, так и подход, при котором свойства цепей описываются их частотными характеристиками, а сигналы задаются их спектральными характеристиками.

Анализируемая схема, вид входных сигналов и их параметры выбираются каждым студентом самостоятельно в соответствии с номером его зачетной книжки. При этом учитывается, что предпоследняя цифра соответствует номеру варианта,а последняя - номеру подварианта задания на курсовую работу. При выполнении курсовой работы в 2023 году рекомендуется использовать учебники и учебные пособия [1-10].

Оформление расчетно-пояснительной записки, ее структура и содержание должны отвечать требованиям, изложенным в настоящих методических указаниях1.

  1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

    1. Анализ частотных и временных характеристик цепи


  1. Выбрать в соответствии с вариантом задания на курсовую работу схему исследуемой цепи и значения ее параметров из таблицы 1.1. (см. стр. 6) и приложения 1. Один из параметров цепи указан какизменяемый.

  2. Выстроить, основываясь на качественных рассуждениях, примерный график амплитудно-частотной характеристики коэффициента передачи цепи по напряжению [9].

  3. Найти операторный коэффициент передачи цепи по напряжению и записать его в виде отношения двух полиномов. При этом нули и полюса операторного коэффициента передачи должны быть рассчитаныдля трех значений изменяемого параметра и сведены в таблицу.

  4. Записать комплексную частотную характеристику цепи и соответствующие ей амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

  5. По найденным аналитическим выражениям построить графики частотных характеристик цепи для трех значений изменяемого параметра цепи. Графики необходимо строить в диапазоне от 0 до 100 кГц с шагом 2,5 кГцна начальном участке.

  6. Определить переходную и импульсную характеристики цепи. Построить графики временных характеристик для трех значений изменяемого параметра. В каждом случае оценить постоянную времени исследуемой цепи [8].

  7. Проанализировать влияние изменяемого параметра цепи на временные и частотные характеристики цепи2.

    1. Входные сигналы и их характеристики


Параметры входных сигналов выбираются в соответствии с таблицей 1.2(см. стр. 6 ) и рисунками приложения 2.

  1. Разобрать последовательнов качестве входного сигнала:

  • импульсный сигнал, заданный осциллограммой;

  • периодический сигнал, синтезированный по заданному импульсу;

  • шумовой сигнал с экспоненциальной корреляционной функцией;

  • аддитивную смесь импульсного и шумового сигнала.

  1. Для каждого вида входного сигнала записать аналитическое выражение и изобразить осциллограмму.

  2. Получить спектральныехарактеристики:

  • спектральную плотность (модуль и аргумент) и энергетический спектр импульсного сигнала;

  • амплитудный и фазовый спектр периодического сигнала;

  • функцию корреляциии спектральную плотность мощности шумового сигнала;

  1. Рассчитать и построить графикинайденных спектральных характеристик входных сигналов.

  1. Найти отношение сигнал /шум в смеси как отношение максимального значения сигнала к среднеквадратическому значению шума.

    1. Прохождение детерминированного и случайного сигналов через линейную стационарную цепь





  1. Определить выходной импульсный сигнал методом интеграла Дюамеля [8]. Рассчитать и построить его осциллограмму для всех значений изменяемого параметра цепи. Осциллограммы выходных сигналов совместить с осциллограммой входного сигнала.

  2. Получить спектральную плотность и энергетический спектр выходного импульсного сигнала, используя спектральный метод анализа [4]. Рассчитать графики модуля и аргумента спектральной плотности,энергетический спектр для всех значений изменяемого параметра цепи. Построить указанные графики. Здесь и далее одноименные графики для входного и выходного сигналов должны быть либо приведены на одном рисунке, либо размещены синхронно, последовательно друг за другом.

  3. Сравнить спектральные и временные характеристики импульсного сигнала на входе и выходе цепи [1]. Установить характер влияния параметров цепи на свойства выходного сигнала.

  4. Найти и построить амплитудно-частотный и фазо-частотный спектр периодического сигнала на выходе цепи. Графики построить для всехзначений изменяемого параметра цепи.

  5. Оценить качественно изменения спектрапериодического сигнала при его прохождении через заданную цепь. Найти отношение амплитуд первых пяти гармоник на выходе и входе цепи для всех значений изменяемого параметрацепи. Построить найденные зависимости.

  6. Найти функцию корреляции и спектральную плотность мощности шумового сигнала на выходе цепи [1]. Построить графикидля всехзначений изменяемого параметра цепи, совместив их с одноименными для входного сигнала.

  7. Определить эффективную ширину спектра выходного шума для всехзначений изменяемого параметра цепи. Построить график указанной зависимости.

  8. Вычислить отношение сигнал/шум на выходе цепи, полагая что на входе действует сумма рассмотренных выше импульсногои шумового напряжения [10]. Отношение сигнал/шум рассчитать так же, как в п. 1.2.

  9. Построить зависимость этого отношения от значения изменяемого параметра цепи. Объяснить полученную зависимость, используя все полученные выше спектральные и энергетические характеристики.

  10. Написать заключительный раздел к курсовой работе. В данном разделе, пользуясь ссылками на полученные характеристики и количественные соотношения, оценить влияние параметров цепи на спектральные и временные характеристики выходного сигнала.


Таблица 1

Вариант
Номер
схемы
R, Ом
C, мкФ
Изменяемый
параметр

0
0
30
0,5
С = 5; 50.

1
1
40
0,1
С = 0,5; 5.

2
2
750
0,02
С = 0,1; 0,2.

3
3
500
0,03
R = 2000; 3000.

4
4
360
0,04
C = 01; 0,4.

5
5
25
0,6
R = 100; 200.

6
6
50
0,3
R = 100; 200

7
7
75
0,2
R = 150; 300.

8
8
100
0,15
R = 200; 500.

9
9
225
0,1
C = 0,25; 0,5.



Таблица 2


Подва-

Номер
Параметры входного сигнала

риант
сигнала
импульсного
периоди-ческого
случайного







U1, В
U2, В
tи, мкс
Т, мс
x2, В2
K, мкc

0
0
5



50
0,5
0,25
5

1
1
7



60
0,6
0,49
6

2
2
12



70
0,7
1,44
7

3
3
18



80
0,8
1,64
8

4
4
20
10
90
0,9
4,0
9

5
5
15
20
100
1,0
2,25
10

6
6
5
10
110
1,1
1,0
11

7
7
10
5
120
1,2
0,25
12

8
8
8
8
130
1,3
0,64
13

9
9
6
6
140
1,4
0,36
14



  1. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ
    РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ


Курсовой проект (курсовая работа) являются учебными документами, выполненными студентами по учебному плану на промежуточном этапе изучения дисциплины. Одной из стадий в непрерывной многоэтапной подготовке студентов, в том числе по изучению основ стандартизации и метрологии является применение стандарта предприятия УГТУ-УПИ 1-96 «Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ)» [12].

Из этого документа следует, что в состав курсового проекта в общем случае входят текстовые и графические документы, а также наглядные пособия.

К текстовым документам относятся расчетно-пояснительная записка, спецификация, программная документация.

К графическим документам относятся чертежи и схемы, а также диаграммы, графики, таблицы, рисунки, формулы, выполненные как наглядные пособия для публичной защиты курсовогопроекта.

К наглядным пособиям относятся модели, макеты устройств, компьютерные демонстрационные "ролики" и т.п.

Для обозначения текстовых и графических документов проектасогласно ГОСТ 2.201-80 и СТП УГТУ-УПИ 1-96 устанавливается следующая структура:

200700 000 000 014 ПЗ

Здесь первый шестизначный код - это номер специальности, по которой выполняется курсовой проект. В данном случае указан код специальности “Радиотехника”.

Следующий за ним шестизначный код - это код классификационной характеристики темы проекта по Классификатору ЕСКД. В данном случае записанынули, так как тема настоящей работы не имеет кода классификационной характеристики.

Далее следует порядковый регистрационный номер курсовой работы. Здесь после нуля записываются две последние цифры номера зачетной книжки студента.

Двухзначный буквенный код - это шифр вида документа. В данном случае указан код пояснительной записки (ПЗ).

    1. Расчетно-пояснительная записка

      1. Содержание пояснительной записки


В пояснительной записке (ПЗ) объемом 20-40 страниц рукописного или 15-35 страниц машинописного текста, включая необходимые иллюстрирующие материалы (чертежи, схемы, диаграммы, графики, рисунки), студент должен в краткой и ясной форме, грамотно изложить идеи и существо проекта, привести результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований, сделать конкретные выводы.

В целом, пояснительная записка должна показать умение студента сжато, логично и аргументированно излагать материал, а ее оформление должно соответствовать требованиям ЕСКД. Совершенно недопустимо в ПЗ замалчивать факты, которые дают отрицательный результат, или факты, которые студент не может объяснить.

Смотрите также файлы