Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 43

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 193 >> Следующая

10 1Og(P1/ P2) = 20 log(U,/ U2) = 20 log(I,/ I2)
(3.128)
R = 20 log(Urf/ U)
(3.129)
стоты.
4*
4. линии передачи_
В радиотехнике и электросвязи для передачи электромагнитной энергии на расстояние служат линии передачи. По конструктивным особенностям они подразделяются на открытые и закрытые. В качестве линий передачи используются провода, кабели, волноводы и др. Различные типы кабеля позволяют передавать электрический сигнал от одной схемы к другой с разной степенью искажения. Например, через коаксиальный кабель можно передавать высокочастотные сигналы от генератора на осциллограф (рис. 4.1а), а двужильный провод в пластмассовой изоляции можно использовать для подключения антенны к телевизору (рис. 4.16) и т.д. Как и для многих других устройств в радиоэлектронике, для линий передачи разработаны эквивалентные схемы замещения (рис. 4.1в).
Обычно при анализе электрической схемы предполагается, что напряжение и ток на том конце кабеля, который подключен к анализируемой схеме, в точност и равны напряжению и току на другом конце. Однако такое предположение справедливо только для низкочастотного передаваемого сигнала. На высоких частотах свойства самого кабеля могут оказать заметное влияние на параметры передаваемого сигнала. Основное ограничение возникает из-за конечного значения скорости распространения света. Доказано, что электрическое напряжение в начале и в конце кабеля будет разным, если длина кабеля соизмерима с длиной волны передаваемого сигнала.
4.1. Распределенные емкость и индуктивность
Влияние свойств кабеля на процесс передачи электромагнитной энергии необходимо учитывать в тех случаях, когда длина кабеля значительно меньше длины волны передаваемого по нему сигнала. В задаче № 3 показано, что кабель имеет собственную наведенную емкость, которая создается зарядами, индуцированными электрическим напряжением, приложенным к линии передачи. Эту емкость условно можно представить в виде дополнительного конденсатора между двумя
4.1. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ЕМКОСТЬ И ИНДУКТИВНОСТЬ pfoTl
Экранирующая ПластмассаВая оплетка оболочка
Пластмассовая оболочка
Скрученный
Внутренний _к.
прободник
Скрученная жила —
Полиэтиленовый диэлектрик
б)
ДВухпроВодная линия сбязи
и—о
Осциллограф
Рис. 4.1. Примеры использования линий передачи. Подключение генератора к осциллографу коаксиальным кабелем и разрез коаксиального кабеля (а). Подключение к телевизору антенны с использованием двухпроводной линии и разрез двухпроводной линии (б). Эквивалентная схема -замещения кабеля (в) _______
жилами-проводами (рис. 4.1в). При протекании электрического тока по линии передачи часть его уйдет на заряд данного конденсатора. В результате электрический ток в конце кабеля будет меньше, чем в его начале. Может показаться, что закон Кирхгофа для тока не выполняется.
Кроме наведенной емкости кабель обладает еще и наведенной индуктивностью (рис. 4.1в), которая возникает в результате взаимодействия двух проводов, составляющих контур линии передачи, и электромагнитного поля. Это явление всегда сопровождает прохождение электрического тока по проводнику. На катушке индуктивности напряжение падает, поэтому на конце кабеля оно будет меньше, чем в его начале. Таким образом, создается впечатление, что нарушается закон Кирхгофа и для напряжений.
Эквивалентная схема кабеля состоит из последовательно включенной катушки индуктивности и параллельно включенного конденсатора. В линии передачи, помимо сопротивления, свойственного катушке индуктивности и конденсатору, есть сопротивление проводов, которое также влияет на процесс распространения электромагнитной энергии сигнала. Влияние собственного сопротивления проводов на распространение электромагнитной энергии будет рассмотрено ниже. Возникает вопрос: какой из элементов, конденсатор или катушка индуктивности, в большей степени искажает параметры сигнала при его прохождении по кабелю?
Установлено, что влияние, которое оказывают элементы линии передачи на параметры сигнала, зависят от полного сопротивления (импеданса) нагрузки. Если
fl02| 4. ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
импеданс большой, то электрический ток в нагрузке будет мал и индуктивность линии передачи будет оказывать меньшее влияние на передаваемый сигнал, чем ее емкость.
Например, если сигнал подать через коаксиальный кабель на осциллограф, имеющий входное сопротивление 1 MOm и входную емкостью 20 пФ, то общее сопротивление нагрузки в линии с такими характеристиками можно считать достаточно высоким. При этом большее влияние на прохождение радиосигнала будет оказывать емкость кабеля. Известно, что величина погонной емкости стандартного коаксиального кабеля равна 100 пФ/м. Если при тех же условиях подать сигнал через стандартный коаксиальный кабель длиной один метр, то общая емкость схемы увеличится с 20 до 120 пФ. В результате радиосигнал будет поступать на осциллограф с некоторой задержкой.
Рассмотренная эквивалентная схема линии передачи (рис. 4.1 в) представляет собой весьма упрощенную модель. Например, неизвестно, где в схеме замещения должна находиться катушка индуктивности - перед конденсатором или после него. Однако установлено, что индуктивность и емкость распределены по всей длине кабеля (линии передачи). Такие емкость и индуктивность называются распределенными. Емкость и индуктивность, которыми обладают реальные радиоэлектронные элементы - конденсатор и катушка индуктивности, называются сосредоточенными. Чтобы рассчитать, как емкость, индуктивность и сопротивление элементов линии передачи влияют на передаваемый радиосигнал, применяется теория длинных линий. Основные положения этой теории будут рассмотрены ниже.
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed