Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
4.13. ПРАКТИКУМ ГЇ25
выполнения измерений затухания на осциллографе необходимо установить максимальную скорость развертки. Приемлемым считается ^масштаб 10 нс/дел. Наблюдать поступающий в кабель импульс можно по каналу 1 осциллографа, а затухающий импульс - по каналу 2. Измерьте затухание и рассчитайте скорость v. Выразите скорость распространения сигнала в долях относительно скорости распространения света (с = 3,0 х 108 м/с).
2. Отсоедините 10-метровый коаксиальный кабель и подключите антенный кабель к Т-образному разъему канала 1. Импульсы генератора поступают в антенный кабель, где они отражаются, после чего возвращаются по кабелю. Используйте данные по затуханию для расчета длины антенного кабеля, учитывая, что скорость распространения сигнала не изменилась.
3. Затем определите полное характеристическое сопротивление Z0 для схемы, изображенной на рис. 4.16.
Рис. 4.16. Схема для измерения полного характеристического сопротивления Z0
Напряжение измеряется помощью Т-образного разъема, подключенного к каналу 1 осциллографа. Ток измеряется посредством разделительного трансформатора с отношением числа витков в обмотках 1:1. Более подробно тран< форматоры рассматриваются в главе 6, сейчас достаточно знать, что появился последовательно включенный резистор с сопротивлением 1 Ом. Это означает, что напряжение в канале 2 будет численно равно току, выраженному в амперах. Трансформатор необходим, чтобы устранить возможное короткое замыкание на «землю» осциллографа. Измерять напряжение и- ток следует в середине импульса, после измерений рассчитайте величину Z0.
4. Отключите нагрузку 50 Ом на конце кабеля, зарисуйте и объясните форму эпюр напряжения и тока.
5. На основании полученных значений v и Z0 рассчитайте LhC
1. Выше было показано, что как для прямой, так и для обратной волны по отдельности напряжение остается одним и тем же для различных пространственных положений (точек), изменяется только его фаза. Такая волна
Разделительный трансформатор 1:1
нагрузкой 50 Om''
Металлический корпус (земля)
ЗАДАЧА № 11. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ДЛИННОЙ ЛИНИИ
4. ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
называется бегущей. Однако если одновременно присутствуют и прямая, и обратная волны, необходимо использовать два векторных изображения, из-за чего геометрическое место точек векторов на чертеже сильно изменится. Нарисуйте геометрическое место точек (график) векторов при изменении z для случая распространения как прямой волны, описываемой выражением exp(-y?z), так и обратной, описываемой выражением exp(+j?z). Как изменится график, если обратная волна будет описываться выражением -xp(+j?z)? Нарисуйте новый график. Как изменится график, если обратная волна будет описываться выражением pexp(+j?z) при условии, что |р| < 1 ? Коэффициент стоячей волны (KCB) определяется как отношение максимальной величины (модуля) к минимальной величине. Выведите формулу для KCB от значения модуля |г|. KCB очень часто используется в качестве характеристики соединителей, фильтров и антенн.
В процессе анализа линии передачи она разбивалась на короткие участки, при этом считалось, что протяженность каждого участка стремится к нулю. Была выведена формула для полного характеристического сопротивления, которое является отношением напряжения к току в прямой волне. Именно эту величину полного сопротивления необходимо измерить на входе линии передачи, которая имеет достаточную
ДЛИНу ДЛЯ того, ЧТОбы нє уЧИТЫВаТЬ Y Г1 Y Г1!
эффекты, происходящие на другом ее q_J у____
конце. Для начала рассмотрим полное
сопротивление многозвенной схемы ле- Рис. 4.17. Линия передачи из дискретных стничного типа, состоящей из дискрет- элементов с сосредоточенными ных элементов (рис. 4.17). последовательно включенными полными
Полное сопротивление последователь- сопротивлениями Z и параллельно но включенного элемента обозначено «яіотенн^ проводимостями Y через Z, а полная проводимость параллельно включенного элемента - через Y. Предположим, что количество элементов настолько велико, что можно пренебречь эффектами, происходящими на дальнем конце. Определите полное входное сопротивление Z0 линии из дискретных элементов с использованием параметров ZhY. Один из способов решения проблемы - добавить еще одну секцию из Z и Y в начале линии. Это не изменит величину ее полного входного сопротивления и поможет определить значение Z0.
Предположим, что необходимо передать звуковой сигнал на расстояние 100 км по кабелю, имеющему L = 250 нГн/м и С = 100 пФ/м. Распределенное сопротивление для частоты звука составляет 50 мОм/м. Величиной распределенной проводимости можно пренебречь. Используя высокоомное приближение, рассчитайте общие потери в децибелах и задержку в миллисекундах на частотах 500 Гц, 1 и 2 кГц.
4.13. ПРАКТИКУМ ГЇ27
4. После этого добавьте последовательно включенные катушки индуктивности 100 мГн через интервал 1 км. Упрощая задачу, можно считать, что добавленные катушки индуктивности равномерно распределены по всей линии, поэтому их сопротивлением можно пренебречь. Используя уравнения 4.49 и 4.50, рассчитайте общие потери в децибелах и задержку в миллисекундах на частотах 500 Гц, 1 и 2 кГц. Для сравнения определите общие потери и задержку, учитывая приближение высокой проводимости.
