2015-05-10
263
АНАЛИЗ СЛОЖНЫХ ЛИНЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ (УСИЛИТЕЛЕЙ) С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОЙ СРЕДЕ «Mathcad»
1. Цель работы: Анализ устройств, которые могут быть представлены в виде многополюсника или соединения каскадов с помощью пакета программ «Mathcad».
2. Подготовка к работе:
-изучить по литературе [1] содержание страниц 50,51.
-изучить материалы соответствующих лекций по дисциплине ОКП и М РЭС.
3. Пояснение к работе
В данной работе рассматривается анализ устройств, которые можно представить или в виде многополюсника, или соединения каскадов – четырехполюсников.
Работа линейного многоплюсника (рисунок 1) при анализе во временной
 |
Х1 (t) Y1 (t)
Х2 (t) Y2 (t)
Х3 (t) Y3 (t)
Рисунок 1
области может быть описана с помощью системы из n линейных дифференциальных уравнений, имеющих следующий вид при их записи в матрично-векторной форме:
АY (t) + ВХ (t)
где Х 1 (t) Y1 (t)
Х (t) = ……, Y (t) =........
Х n (t) Ym (t)
- вектор-столбцы, описывающие совокупность входных (вектор входа) и выходных сигналов (вектор выхода);
|
|
|
А, B – матрицы.
Четыре наиболее распространенных вида соединения каскадов – четырехполюсников – последовательное (каскадное), параллельное, с двумя входами и с отрицательной обратной связью - представлены на рисунке 2.
Uвх (t) Uвых (t)
а)
 |
Uвх (t) Uвых (t)
б)
U2 (t)
Uвх (t) Uвых (t)
в)
 |
Uвх (t) Uвых (t)
U2 (t)
г)
Рисунок 2
Такие устройства в целом можно характеризовать с помощью общего оператора.
Общий оператор устройства из последовательно соединенных каскадов (рисунок 2а) есть произведение отдельных операторов:
К (Р) = 
К i (P)
Общий оператор устройства из параллельно соединенных каскадов (рисунок 2,б) есть сумма отдельных операторов:
К (Р) = 
Общий оператор устройства с двумя входами (рисунок 2,в):
К (Р) = К 1 (Р) ∙ К 2 (Р) + К 2 (Р) ∙ К U (Р),
где 
Для схемы с обратной связью (рисунок 2, г) имеет:
Uвых (Р) = К1 (Р)[Uвх (Р) – К2 (Р) ∙ Uвх (Р)],
откуда для общего оператора устройства с отрицательной обратной связью получим:
К (Р) = 
4. Порядок выполнения работы:
4.1 Выполнение расчета и анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) усилителя с отрицательной частотнонезависимой обратной связью (ООС) (рисунок 3).
Uвх (t) Uвых(t)
Рисунок 3.
Для такого усилителя коэффициент усиления можно представить в виде:
К / ос(w) = 
где
К 1 (w) = 
Q - эквивалентная добротность селективной цепи в нагрузке операционного усилителя;
КО – справочное значение коэффициента усиления операционного усилителя;
w0 – резонансная частота селективной цепи.
