Potrivirea liniilor de date pe o placă de circuit imprimat. Problemă de potrivire a încărcăturii cu linia de transmisie

Dacă la capătul liniei este conectată o rezistență de sarcină egală cu rezistența undei:

apoi, trecând la formulele (18-23), constatăm că

(18-48)

adică, o undă reflectată nu are loc.

În acest caz, după cum rezultă din (18-47), coeficientul de reflexie

Din relațiile scrise mai sus, ținând cont de (18-48), obținem:

(18-49)

Din aceasta rezultă:

(18-51)

adică, pentru orice punct de pe linie, raportul dintre complexe este egal cu impedanța undei. Prin urmare, modul de funcționare al generatorului care alimentează o astfel de linie nu se va schimba dacă este tăiat la orice secțiune a liniei și impedanța undei este. pornit în locul părții tăiate a liniei. Nici modul de operare al secțiunii rămase a liniei nu se va schimba.

Din relația (18-31) rezultă că pentru o linie potrivită impedanța de intrare este egală cu impedanța undei

Presupunând faza de tensiune inițială la capătul liniei egal cu zero, adică, pe baza (18-49) și (18-50), notăm valorile instantanee ale tensiunii și curentului în orice punct de pe linie:

Relațiile rezultate sunt prezentate în Fig. 18-9. Punctele de intersecție ale axei x cu curbele de tensiune și curent sunt deplasate cu o distanță și, conform celor spuse în § 18-5, valoarea lui g este negativă. Prin urmare, folosind termeni care sunt valabili, strict vorbind, numai pentru marimi sinusoidale, putem spune ca curentul este inaintea tensiunii in faza cu un unghi Tensiune si curent in diverse puncte liniile diferă nu numai în amplitudine, ci și în fază.

Puterea care trece prin orice secțiune a liniei este

(18-53)

Această putere scade cu distanța de la început, deoarece puterea este absorbită la fiecare element al lungimii liniei

egală cu suma pierderilor în rezistența firelor și în conductivitatea izolației pe elementul de linie Egalitatea mediei și părțile potrivite relaţiile (18-54) pot fi arătate după transformări. Pentru a face acest lucru, ar trebui să le înlocuiți în partea de mijloc cu valorile din egalități (18-49), (18-50), (18-27), (18-10) și (18-11), având le-a exprimat anterior prin cunoscuta formulă

Puterea transmisă pe o linie potrivită se numește putere naturală sau naturală. Modul de transmisie naturală a puterii poate apărea în linii dacă impedanța de sarcină este egală cu impedanța caracteristică. Valorile medii ale puterii naturale pentru liniile de 500, 400, 220, 110 și, respectiv, 35 kV sunt de 3 MW. Aceasta arată cum puterea naturală transmisă crește foarte mult odată cu creșterea tensiunii de linie.

Puterea primită de linie este

Liniile de transmisie concepute pentru a canaliza energia semnalelor cu microunde de la generator la sarcină funcționează cel mai bine numai în anumit mod– modul de coordonare. Pentru a analiza optimitatea transferului de energie de la generator la sarcină, se consideră următoarea diagramă (Fig. 2.11).

Orez. 2.11. Circuitul de transfer al energiei cu microunde

Generator de tensiune cu fem. (E) și rezistența internă
printr-o linie de transmisie cu impedanță caracteristică z ÎN și răspândire constantă se conectează la o sarcină având rezistență
. ÎN caz generalZ n Z G Z ÎN, astfel încât unde reflectate există în linia de transmisie.

Eliminarea undelor reflectate se realizează, de exemplu, prin crearea de unde suplimentare reflectate de la dispozitivul de potrivire. Aceste unde trebuie să interfereze, ceea ce necesită asigurarea egalității amplitudinilor lor și o defazare de 180 o. Reglarea transformatoarelor se reduce la crearea condițiilor necesare pentru suprimarea completă a undelor reflectate.

Coordonarea unei linii de transmisie înseamnă setarea acestei linii în modul val de călătorie. Să luăm în considerare ce avantaje are o linie coordonată față de una necoordonată.

Puterea maximă de ieșire a generatorului către sarcină

Dacă linia de transmisie are lungime zero L=0 (sarcina este conectată la ieșirea generatorului), apoi puterea eliberată la rezistența activă a sarcinii r n , egal cu

, (2.29)

de unde vine puterea maximă de ieșire la sarcină?

. (2.30)

Astfel, cu o rezistență internă complexă a generatorului, sarcina trebuie să aibă o parte reactivă care este opusă în semn reactivității rezistenței generatorului. Totuși, dacă generatorul are o rezistență pur activă
, transferul maxim de putere către sarcină se obține cu o rezistență de sarcină pur activă

În cele ce urmează vom presupune că generatorul este potrivit cu linia de transmisie, adică. condiția (2.30) este îndeplinită.

Să determinăm ce parte din putere este alocată rezistenței active a sarcinii dacă Z n Z ÎN. În acest caz, există o undă reflectată de sarcină. Dacă linia de transmisie nu are pierderi, atunci puterea activă în orice secțiune a liniei, inclusiv sarcina, este aceeași. De exemplu, la antinodul de tensiune este egal cu

, (2.31)

unde
,

Unde R pad– puterea care trece prin linia de transmisie în modul unde călătorii.

Folosind relaţiile pentru LANE puteți nota puterea transferată la sarcină în funcție de SWR

. (2.32)

Astfel, dacă linia de transmisie nu este potrivită cu sarcina, o parte din puterea generatorului este reflectată și ieșirea către sarcină în conformitate cu relațiile (2.31) și (2.31) nu este maximă.

Eficiență maximă a liniei de transmisie

Să presupunem că linia de transmisie are pierderi caracterizate de coeficientul de atenuare . Eficiența unei linii de transport este definită ca raportul dintre puterea de la capăt R n la putere la începutul liniei R 0

.

Puterea la începutul liniei (în secțiunea 1) din Fig. 2.11 este egală cu

și la sarcină (în secțiunea 2)

Folosind aceste condiții, obținem dependența eficienței liniei de transmisie de mărimea modulului coeficientului de reflexie sub forma

(2.33)

La Г=0, randamentul este maxim si egal cu

. (2.34)

Pe măsură ce reflexia crește, eficiența scade, mai ales puternic pentru valori mari.

Pentru puterea activă transmisă de linia de transmisie la antinod se poate scrie tensiunea

. (2.35)

Dacă tensiunea limită U înainte(sau putere maximă
) este specificat în linie, acesta va fi determinat de valoarea tensiunii la antinod
.

(2.36)

Prin urmare, din (2.35) obținem Ca urmare, puterea transmisă este redusă cu

- 1 dată.

Să luăm în considerare metodele de construire a dispozitivelor de potrivire.

Principii generale de potrivire a sarcinii cu linia de transmisie

Indiferent de natura și tipul dispozitivului de potrivire, precum și de banda de frecvență în care este menținută potrivirea, circuitul de potrivire arată ca Fig. 2.12.

Scopul dispozitivului de potrivire este de a elimina unda reflectată de sarcină. Această problemă este rezolvată prin două metode diferite:

- prin absorbția undei reflectate în dispozitivul de potrivire. În acest caz, unda incidentă trece prin dispozitivul de potrivire fără pierderi practic.

prin crearea unei alte unde reflectate în linia de transmisie folosind un dispozitiv de potrivire, a cărui amplitudine este egală cu amplitudinea undei reflectate de sarcină. Fazele ambelor unde reflectate diferă cu 180 0. Ca urmare, undele reflectate se anulează reciproc.

Al doilea tip de dispozitiv de potrivire constă de obicei din elemente reactive și nu introduce practic nicio pierdere. Vă va permite să obțineți o impedanță de intrare la joncțiunea cu linia egală cu impedanța undei Z intrare =Z ÎN. Ca urmare, se formează o undă care călătorește în linia din stânga joncțiunii.

Potrivire în bandă îngustă (NB).În problema potrivirii în bandă îngustă, elementele de potrivire sunt construite din luarea în considerare a obținerii unei potriviri complete (G=0) la o frecvență fixă. Gradul de potrivire a liniei de transmisie cu sarcina este evaluat prin caracteristica de potrivire, care este dependența modulului coeficientului de reflexie din frecventa . Banda din SUA este egală cu câteva unități de procente de 0 .

Din punct de vedere energetic, potrivirea folosind un cvadripol nedisipator este de cel mai mare interes. Dispozitivul de potrivire trebuie să aibă proprietățile unui transformator ideal care convertește tensiunile, curenții și impedanțe de înaltă frecvență de la o secțiune la alta fără a introduce pierderi active. Astfel de transformatoare pot fi diafragme inductive, capacitive și alte neomogenități incluse în linie.

Metodologia SUA este următoarea. Conductanța sarcinii este exprimată prin conductivitate activă și reactivă

, (2.37)

Unde G n0, folosind un segment de linie de lungime l se transformă în conductivitatea Y 1, a cărei parte activă este egală cu conductivitatea undei a liniei, adică.

. (2.38)

R partea reactivă a conductivității Y 1 este compensată prin conexiune paralelă într-o linie de conductivitate reactivă egală ca mărime și opusă în semn (-iB 1). Ca rezultat, conductivitatea de intrare a sarcinii la terminale 11 (Fig. 2.13) devine pur activ și egal cu conductivitatea undei, i.e. linia este încărcată cu o rezistență egală cu impedanța sa caracteristică, care corespunde cu potrivirea ideală. Prin înlocuirea termenilor conductivitate cu rezistență peste tot, puteți ajunge la un circuit de potrivire, în care reactanța de compensare (- iX) este conectat la linie în serie.

Să ne uităm la cele mai comune tipuri de transformatoare de impedanță.

Pene reactive. Segment de linie de transmisie cu mod scurt-circuit sau la ralanti în secțiunea de încărcare. Din formulele de transformare (2.18) și (2.19) urmează formulele pentru reactanța și conductibilitatea buclelor:

, (2.39)

. (2.40)

Segmentele de linii scurtcircuitate cu o lungime mai mică de jumătate de undă sunt adesea folosite ca elemente de potrivire, precum și elemente ale circuitelor oscilatorii cu parametri distribuiți. Segmentele deschise sunt folosite mult mai rar. Mai mult, în ghidurile de undă goale și în multe alte linii de transmisie, modul inactiv este nedorit din cauza radiației intense a găurii de ieșire.

Diafragme în ghiduri de undă. O placă metalică subțire cu un orificiu plasat în secțiunea transversală a ghidului de undă se numește diafragmă. Diafragmele sunt folosite ca elemente reactive pentru a potrivi rezistențele.

În fig. 2.14?, iar o diafragmă simetrică într-un ghid de undă cu secțiune transversală dreptunghiulară este reprezentată schematic. Diafragma are o secțiune dreptunghiulară cu dimensiunile a / și b. Pentru unda H 10, diafragma perturbă câmpul magnetic și, prin urmare, această neomogenitate poate fi reprezentată sub formă de inductanță (Fig. 2.14a). Diafragma se numește inductivă. Valoarea relativă a reactanței poate fi calculată folosind următoarea formulă aproximativă

(2.41)

În fig. 2.14,b prezintă o diafragmă simetrică capacitivă și ea circuit echivalent pentru unde H 10. O diafragmă cu această configurație perturbă puternic câmpul electric al undei. Valoarea relativă a conductibilității normalizate este exprimată aproximativ după cum urmează:

, (2.42)

Unde Y B =1/ Z B– conductivitatea undei.

Liniile lungi sunt utilizate pe scară largă în ingineria radio. Să ne uităm pe scurt la unele dintre ele.

Linie lungă ca un transformator. Lăsați linia să fie încărcată cu rezistență. De mare interes este proprietatea liniei de a modifica rezistența de sarcină atunci când este convertită la intrarea liniei - o proprietate care este inerentă unui transformator convențional atunci când rezistența de sarcină este adusă la înfășurarea primară. Prin urmare, o linie lungă este adesea numită un transformator de rezistență.

Se poate arăta că:

a) o linie omogenă fără pierderi, a cărei lungime este egală cu un sfert de lungime de undă (într-un caz mai general, un număr impar de sferturi de lungime de undă), transferă orice sarcină conectată la un capăt la bornele capătului opus cu o modificare (transformare) a acestei sarcini, determinată de expresia:

,

De exemplu, un sistem oscilator sub forma unei secțiuni a unei linii cu două fire cu fire de cupru, scurtcircuitat la capăt, are un factor de calitate de ordinul a câteva sute. Un sistem oscilator similar format dintr-o linie coaxială este caracterizat de un factor de calitate. Figurile date arată avantajele sistemelor oscilatoare cu parametri distribuiți în domeniul VHF în comparație cu circuitele oscilatoare convenționale. Calcul frecvențe de rezonanță a unor astfel de sisteme oscilatoare este produsă conform formulelor (7.55, 7.56, 7.61, 7.62).



Secțiunile de linii lungi pot fi, de asemenea, folosite ca filtre, bucle de potrivire etc. O secțiune scurtcircuitată a unei linii se numește buclă. O prezentare mai detaliată a acestor probleme este dată, de exemplu, în.

Linie lungă ca alimentator. Linia prin care energia oscilațiilor de înaltă frecvență este transferată de la generator la sarcină se numește alimentator (de la verbul englezesc a hrăni– hrănesc).

Alimentatoarele sunt utilizate în dispozitivele moderne de inginerie radio. diverse tipuri. În intervalul de contor și lungimi de undă mai lungi, un alimentator deschis cu două fire este de obicei folosit pentru a transmite energie. Cu toate acestea, mai mult unde scurte linia deschisă începe să radieze intens energie electromagneticăîn spațiul înconjurător, pierderile de căldură în fire cresc. Ca urmare, coeficientul acțiune utilă a unui astfel de alimentator, pe măsură ce valul se scurtează, scade brusc.

În intervalul de lungimi de undă decimetrice, linia de transmisie coaxială este cea mai utilizată. Spre deosebire de o linie deschisă cu două fire, practic nu are pierderi de radiație, deoarece câmpul său electromagnetic este separat de spațiul exterior printr-un ecran - o carcasă cilindrică metalică. Alimentatorul coaxial are și pierderi de căldură mai mici, deoarece conductorii care îl formează au suprafețe suficient de mari.

Pe undele centimetrice, un ghid de undă este folosit ca alimentator, care este o țeavă metalică goală în care propagarea unde electromagnetice. Absența unui conductor intern în ghidul de undă reduce consumul de energie pentru încălzire și, prin urmare, crește eficiența în comparație cu eficiența unui alimentator coaxial.

Când se studiază caracteristicile utilizării alimentatoarelor, problema potrivirii liniei cu sarcina, atunci când puterea maximă este transferată la sarcină, este foarte importantă. Această condiție este egalitatea

adică rezistența de sarcină trebuie să fie pur activă și egală cu impedanța caracteristică a alimentatorului. În acest caz, linia are un mod de undă de călătorie și SWR-ul liniei este egal cu 1. Există diverse metode potrivirea liniei cu sarcina. Să ne uităm la unele dintre ele.

1. Potrivirea unei linii lungi cu o sarcină folosind un transformator cu un sfert de undă.

Principiul de funcționare al unui transformator cu sfert de undă se bazează pe dependența (7.68), dacă punem , adică produsul rezistențelor de intrare în secțiuni de linie distanțate egale între ele:


selectați un transformator cu un sfert de undă cu necesarul impedanța undei.
Orez. 7.28
În fig. 7.28 arată că atunci când

dacă este necesar, solicitați asta

Pe baza (7.70) avem . Deoarece sunt date sarcina și impedanța caracteristică a liniei, problema de potrivire se reduce la determinarea . Ca urmare, atunci când conectați un transformator cu o astfel de impedanță caracteristică în secțiunea transversală, condiția de potrivire va fi îndeplinită

,

adică va avea loc un regim de val de călătorie în linie. Să remarcăm din nou că, dacă sarcina este activă, atunci transformatorul este conectat direct la sarcină.

Pentru a calcula lungimea de undă în cablu coaxial Se poate recomanda urmatoarea formula:

Unde ;

– lungimea de undă în aer.

Dacă sarcina de linie este complexă, atunci transformatorul nu poate fi conectat direct la sarcină. Inițial, trebuie să găsiți secțiunea din linia în care este activă rezistența. În acest caz, se utilizează poziția că rezistența de intrare a unei linii lungi sub o sarcină arbitrară în secțiunile în care există valori extreme ale tensiunii și curentului este pur activă în natură.

În secțiunile în care există și ,

Orez. 7.29

Opțiunile pentru pornirea unui transformator cu un sfert de undă cu o sarcină complexă sunt prezentate în Fig. 7.29.

Calculul impedanței de undă a transformatorului se efectuează în conformitate cu formula (7.70). Dacă transformatorul este conectat în puncte, adică avem și , atunci

În secțiune este necesar să se ceară că , atunci

Dacă transformatorul este conectat la punctele , adică avem și , atunci

Condiția de potrivire trebuie îndeplinită în secțiune, atunci

Ca urmare, în ambele cazuri linia a fost adaptată la sarcină. Potrivirea folosind un transformator cu un sfert de undă nu este întotdeauna convenabilă, deoarece nu este întotdeauna posibilă selectarea unui cablu cu impedanța caracteristică necesară.

Mai convenabilă din punct de vedere practic este metoda de potrivire dezvoltată de omul de știință sovietic V.V. Tătarinov.

2. Coordonarea unei linii lungi cu o sarcină folosind o buclă V.V. Tatarinova.

Esența metodei este următoarea. Există o buclă reactivă paralelă - un segment de linie (poate fi de lungime variabilă), scurtcircuitat la capăt cu impedanță caracteristică (Fig. 7.30a). Impedanța de intrare a buclei este pur reactivă:

Este necesar să se obțină o astfel de poziție încât rezistența în puncte să fie pur activă (Fig. 7.30b):

Unde

Orez. 7.30

adică, este necesar să se ceară ca componenta reactivă a acestei conductivitati să fie egală cu zero:

Acest lucru poate fi realizat prin selectarea lungimii necesare a cablului, în timp ce

Dacă rezistența în puncte nu este egală cu impedanța caracteristică a liniei, atunci puteți conecta un transformator cu un sfert de undă la sarcină, prezentat în Fig. 7.31. În acest caz, este necesar să selectați un transformator cu impedanță caracteristică

Dacă este posibil să se schimbe locația de conectare a buclei de-a lungul liniei, atunci coordonarea se efectuează în următoarea ordine:

– se determină locația conexiunii buclei;

– se determină lungimea cablului.

Lăsați bucla să nu fie conectată la linie și există un mod de undă mixtă în linia lungă. Linia are întotdeauna o secțiune transversală în care partea activă a conductivității de intrare (în acest caz, în loc de rezistențe, este convenabil să folosiți conductanțe)

întrucât, în conformitate cu formulele (7.71) și (7.72), componenta activă a conductivității de intrare a liniei variază de la



Orez. 7.32
Orez. 7.31
În această secțiune este necesar să se conecteze bucla și să se compenseze partea reactivă a conductivității de intrare a liniei, adică să se selecteze o astfel de lungime a buclei, astfel încât conductivitatea sa să fie egală ca valoare și opus ca semn față de conductanța reactivă de intrare a liniei (Fig. 7.32):

Linia este astfel convenită. Această metodă coordonarea este asociată cu necesitatea deplasării buclei paralele de-a lungul alimentatorului. Acest lucru duce la anumite dificultăți de proiectare la potrivirea liniilor coaxiale. Prin urmare, sunt utilizate dispozitive formate din două bucle paralele fixe. Esența unei astfel de coordonări este expusă, de exemplu, în.

Potrivirea liniei de transmisie cu sarcina.

Coordonarea liniei de transmisie cu sarcina se referă la măsuri care să asigure transferul celei mai mari părți posibile a puterii transmise de linie de la generator la sarcină într-un interval de frecvență dat.

Potrivirea ideală implică transferul întregii puteri transmise de la generator la sarcină. În sistemele de comunicații în bandă largă, nepotrivirea liniei cu sarcina poate provoca distorsiuni informatiile transmiseși o creștere semnificativă a nivelului de zgomot în traseu. De obicei, coeficientul de reflexie în astfel de sisteme pe întreaga bandă de frecvență de operare nu trebuie să depășească 0,02...0,05 (VSWR de la 1,04...1,1).

Principii generale de potrivire a sarcinii cu linia de transport.

Potrivirea poate fi realizată atât cu conversie tip val, cât și fără conversie tip val. Potrivirea conversiei tipului de undă se mai numește și excitare. După aprobare, trebuie îndeplinite următoarele condiții.

1. constă în posibilitatea existenţei tipului de undă cerut în sarcină. Pentru a face acest lucru, trebuie să alegeți forma potrivită și să calculați dimensiunea încărcăturii.

2. Constă în posibila coincidență completă a structurii câmpului în sarcină și linia de transport. Pentru a implementa acest lucru, se folosesc convertoare de tip val.

3. Din punct de vedere al teoriei circuitelor, constă în egalitatea rezistenței de ieșire a liniei de transmisie cu rezistența complexă de intrare conjugată a sarcinii. Deoarece în cazul unui mod de undă de călătorie în linia de transmisie și rezistența sa de ieșire este pur activă, este necesar să se introducă elemente reactive în linia de transmisie pentru a compensa componenta reactivă a rezistenței de sarcină.

Din punct de vedere teoretic câmp electromagnetic atunci când este reflectată de sarcină, unda reflectată rezultată este compensată de unda reflectată de elementul reactiv introdus în linia de transmisie, dacă aceste unde sunt egale ca amplitudine și opuse ca fază, adică se utilizează fenomenul de interferență a undei.

Ca urmare a introducerii unui element de potrivire, o parte din undă este reflectată din acesta în direcția sarcinii, apoi din nou către dispozitiv și așa mai departe. Totodată, în zona dintre dispozitiv de potrivire iar sarcina se formează, datorită acestor reflexii, val în picioare, stocând energia care nu mai este furnizată încărcăturii. Cantitatea din această energie stocată depinde și de distanța dintre elementul potrivit și sarcină. Cu cât această distanță este mai mare, cu atât mai multă energie este stocată. Prin urmare, elementul de potrivire ar trebui să fie amplasat cât mai aproape de sarcină.

Potrivire în bandă îngustă.

Cu un element de potrivire, atunci când frecvența se schimbă, relațiile de fază dintre unda reflectată de sarcină și unda reflectată de neomogenitate sunt încălcate și potrivirea este întreruptă. Prin urmare, o astfel de potrivire, în care reflexia de la sarcină este complet eliminată la o singură frecvență, se numește bandă îngustă.

Tehnica de potrivire în bandă îngustă este următoarea.

Conductivitatea sarcinii

Unde, cu ajutorul unui segment de linie lung, se transformă în conductivitate, a cărei parte activă este egală cu conductivitatea undei a liniei

.

Pentru a compensa componenta reactivă, la punctele 1-1 este conectată o buclă reactivă cu rezistență.

Ca elemente de potrivire pentru componentele active ale rezistenței, fie se folosește un segment de linie suficient de lung astfel încât în ​​paharele 1-1 impedanța de intrare a segmentului de linie cu sarcina să aibă o componentă activă egală ca valoare cu impedanța caracteristică a liniei , sau se folosește un transformator cu un sfert de undă, care este un segment de linie lung cu rezistența impedanței undei egală cu

.

Știfturile, diafragmele, precum și secțiunile scurtcircuitate ale liniilor (stubs) sunt utilizate ca elemente de compensare pentru componentele reactive.

Exemple de potrivire în bandă îngustă

1. Potrivire folosind o buclă scurtcircuitată

Se știe că rezistența de intrare în secțiunea liniei în care se află nodul , și în secțiunea în care se află antinodul

O sarcină conectată la capătul unei linii de transmisie se numește potrivire dacă rezistența sau conductivitatea sa normalizată este egală cu unitatea: Un mod de val care călătorește este stabilit în linie. În practică, apar situații când condiția nu este îndeplinită și, în același timp, linia și sarcina sunt interzise să se schimbe. În aceste condiții, este necesar să se găsească o modalitate de a asigura un mod de val de călătorie în linie, iar toată puterea acestui val trebuie să fie absorbită în sarcină.

Principiul general, care este baza pentru rezolvarea acestei probleme, este că sarcina este conectată la linie nu direct, ci printr-un transformator de potrivire (Fig. 6.5, O).

Este necesar un transformator pentru a transforma conductivitatea conectată la bornele sale de ieșire în conductivitate egal cu unu la bornele sale de intrare:

Aceasta este o condiție de potrivire în care se stabilește un mod de val de călătorie în linie. Deoarece nu există undă reflectată și nu ar trebui să existe pierderi în transformator, toată puterea undei incidente este absorbită în sarcină.

Transformatoarele folosite la microunde sunt realizate pe secțiuni de linii. Să luăm în considerare proiectarea unui transformator care implementează așa-numita potrivire cu o singură linie (Fig. 6.5, b). Un transformator este un segment de linie de lungime , la intrarea căruia este conectată o discontinuitate reactivă paralelă cu o conductivitate normalizată. Conductanța totală la intrarea transformatorului este suma a două conductanțe conectate în paralel: conductanța și conductanța Această a doua conductanță este conductanța de sarcină transformată la bornele de intrare de un segment de linie de lungime. Aşa:

Înlocuirea lui (6.10) în (6.11) dă condiția acordului sub forma a două egalități:

(6.13)

Condiția (6.12) poate fi satisfăcută selectând o astfel de lungime relativă a segmentului de transformare astfel încât partea activă a conductivității să fie egală cu unitatea: Condiția (6.13) poate fi satisfăcută prin selectarea conductivității reactive (conductivitatea buclei): ; Să dăm un exemplu de calcul.

Sarcină. Conductivitate de sarcină Lungime de undă în linie Calculați lungimea secțiunii de transformare și conductivitatea reactivă la care se asigură modul de undă de călătorie în cel principal.

Soluţie. Să reprezentăm punctul 1 pe diagrama de conductivitate, corespunzător (Fig. 6.6). Citirea pe scara „la generator” corespunzătoare acestui punct este 0,222, iar KBV = 0,23. Deplasându-ne de-a lungul cercului KBV = 0,23 până la generator, ajungem cu siguranță la punctul 2, prin care trece cercul. Citirea scării de deplasare corespunzătoare punctului 2 este 0,32, iar valoarea conductivității reactive este, astfel, la distanță din conductivitate transformată de sarcină Pentru a compensa conductivitatea reactivă, conductivitatea buclei trebuie aleasă egală cu Deci, lungimea segmentului de transformare Dacă linia de transmisie este un ghid de undă, atunci puteți lua o diafragmă capacitivă ca buclă, alegându-i lățimea conform formulei (6.9).



Din fig. 6.6 este clar că există o altă versiune a transformatorului: la punctul 2" pe diagramă circulară conductivitatea, la fel ca la punctul 2, are o parte activă egală cu unitatea. În acest caz, bucla reactivă trebuie să aibă conductivitate inductivă, iar lungimea segmentului trebuie să fie mai mare decât în ​​cazul calculat.

Comanda de lucru

1. Găsirea capetelor condiționate ale liniei și lungimii de undă în ghidul de undă. Setați frecvența oscilatorului așa cum este specificat de profesor. Conectați o fișă la capătul IL și determinați poziția a două capete condiționate adiacente ale liniei. Determinați lungimea de undă în ghidul de undă și comparați-o cu valoarea calculată găsită folosind formula (3.19).

2. Determinarea conductivității de intrare a sarcinii în mișcare. Conectați o sarcină în mișcare la capătul IL și instalați pana mobilă într-o poziție fixă ​​(citirea inițială pe scara de sarcină nu trebuie să fie foarte mare - nu mai mult de 10...15 mm). Măsurați conductanța normalizată a sarcinii în raport cu flanșa de intrare. Procedura de măsurare este conform punctului 4.8, dar ținând cont de faptul că se măsoară conductivitatea, nu rezistența. Furnizați o schiță (ca în Fig. 1.6). Calculați distanțele relative și . Folosind o diagramă circulară, determinați și. Raportul trebuie să includă un desen (cum ar fi Fig. 4.7) care indică toate datele numerice obținute la trasarea pe o diagramă circulară. Punctul ar trebui să fie pe semiaxa inferioară a diagramei de conductivitate.



3. Calculul potrivirii cu o singură buclă. O altă sarcină este potrivirea pe o singură linie a sarcinii în mișcare cu conductivitatea , definit la 6.2. Folosind Metoda 6.6, calculați lungimea minimă a segmentului de transformare și conductivitatea buclei reactive. Determinați ce diafragmă (inductivă sau capacitivă) trebuie inclusă ca buclă și folosind (6.8) sau (6.9) găsiți dimensiunea ferestrei diafragmei CU. În raport, furnizați un calcul complet al transformatorului de potrivire în conformitate cu diagrama problemei de la 6.6 (este necesară o ilustrație ca Fig. 6.6).

4. Verificarea calității omologării. Din setul disponibil, selectați o deschidere cu dimensiunea ferestrei de care aveți nevoie CU. Poate fi plasat doar în planul flanșei de ieșire IL. Asamblați diagrama din fig. 6.7. Dacă lăsați citirea scalei de sarcină egală cu , atunci distanța dintre diafragmă și sarcină va fi zero, în timp ce ar trebui să fie egală. Prin urmare, îndepărtați pana mutată de diafragmă. Atunci citirea pe scara de sarcină ar trebui să fie (+). Măsurați KBV în IL. Ar trebui să fie mult mai aproape de unitate decât în ​​pasul 2. Potrivirea ideală poate să nu fie realizată, deoarece deschiderea a fost calculată folosind o formulă aproximativă. Prin urmare, încercați să creșteți BEF în IL (BEF ajustat) prin schimbări mici de sarcină.

5. Dependența de frecvență a potrivirii. Fără a schimba nimic în nodul „sarcină – transformator”, măsurați dependența KBV în IL de frecvență. Pas de frecventa 100...200 MHz. Numărul de puncte de frecvență este de 3-4 peste și sub frecvența de operare. Când schimbați frecvența, nu uitați să reconstruiți rezonatorul IL. Faceți un grafic.

6.7. Întrebări de securitate

1. Cum se scriu tensiunea și curentul ca unde prin coeficientul de reflexie?

2. Care este relația dintre coeficientul de reflexie și sarcină?

3. Ce este impedanța de intrare a liniei și care este formula sa?

4. Ce este conductanța liniei de intrare și care este formula acesteia?

5. Cum se modifică rezistența (sau conductibilitatea) de-a lungul unei linii?

6. Care este rezistența (sau conductanța) la punctele de tensiune minimă și maximă și cum este legată de BVV și VSWR?

7. Care sunt diferențele și asemănările dintre diagramele circulare de rezistență și conductivitate?

8. Cum sunt introduse conceptele de rezistență (sau conductivitate) normalizată a ghidurilor de undă?

9. Care este coordonata longitudinală pe o diagramă circulară a rezistenței (sau conductivității) pentru ghidurile de undă?

10. Cum apare câmpul secundar (împrăștiat) reflectat de diafragmă?

11. Cum poate fi reprezentată partea reactivă a câmpului secundar creat de diafragmă? Și care este caracteristica lui?

12. Cum este reprezentat câmpul complet de tip principal, care se propagă „în spatele” diafragmei?

13. Cum putem explica că o diafragmă „inductivă” este tocmai inductivă, iar o diafragmă „capacitivă” este capacitivă?

14. Arată cum să folosești o diagramă circulară pentru a găsi rezistența de intrare în secțiunea 2, dacă este cunoscută în secțiunea 1.

15. Cum, cunoscând rezistența normalizată într-o anumită secțiune a liniei, se află conductivitatea normalizată în aceeași secțiune?

16. Care este principiul potrivirii cu o singură buclă?

7. STUDIUL QUADIPOLLOR GHIDULUI DE UNDE
CU INOMOGENEITĂȚI TRANSVERSE

Scopul lucrării: studiul proprietăților și măsurarea elementelor matricelor de împrăștiere ale polilor de undă.