Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
для решения / ТЕМА 2-2.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.05.2024
Размер:
449.25 Кб
Скачать

Y

 

Y

 

 

Y

 

Y

 

 

Y

I2

=U2

2

+U1

Y

3

U2

3

= −

3 U1

+(

2

+

3 )U2 .

 

 

 

 

 

 

Сравним полученные соотношения с уравнениями (10.2), находим, что

Y1 +Y3 =Y11 ;

Y2 +Y3 =Y22 ; Y12 =Y21 = −Y Э ;

Откуда получим значения проводимостей:

Y1 =Y11 +Y12 ;

Y2 =Y22 +Y12 ;

YЭ = −Y12 .

Следует подчеркнуть, что любой линейный пассивный четырехполюсник с известными тремя независимыми параметрами может быть представлен Т- и П- образными схемами замещения.

Характеристические параметры четырехполюсника

В ряде случаев при расчете цепей, содержащих несколько соединенных между собой четырехполюсников, удобно применять так называемые

характеристические параметры. Таких параметров всего три:

Характеристическое сопротивление входа;

Характеристическое сопротивление выхода;

Коэффициент распространения γ;

Характеристическим сопротивлением четырехполюсника со стороны входа называется сопротивление, определяемое как

Z c1 = Z1k 3 Z1xx ;

где Z1k 3 - входное сопротивление четырехполюсника при коротком замыкании на выходе (ZH = 0 ).

Z1xx - входное сопротивление четырехполюсника при х. х. на выходе (

ZH = ∞).

С учетом выражения (10.10)

Z

=

Z

 

=

| Z |

;

 

Z22

1k 3

 

 

Bx1

ZH =0

 

 

 

Z1xx = ZBx1

ZH = ∞

= Z11 .

 

 

 

 

 

 

Тогда выражение (10.10) примет вид

Zc1 =

| Z | Z11

 

A11 A12

 

 

Z

 

 

.

(10.11)

22

A A

 

 

 

 

21

22

 

 

 

9

Для симметричного четырехполюсника, у которого Z11 = Z22, A11 = A22, получим

 

 

 

 

A12

 

 

Z c1 = | Z | =

 

 

.

(10.12)

A

 

 

 

 

21

 

 

 

Характеристическое сопротивление четырехполюсника со стороны

выходных зажимов

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

(10.13)

где Z2k 3 и Z2xx - сопротивление четырехполюсник со стороны зажимов 2-2’ при соответственно коротком замыкании на входе и холостом ходе на входе.

Аналогично, как и для Zc1 , преобразовав выражение (10.13), получим

Z c2 =

 

| Z | Z22

 

=

 

 

A22 A12

 

 

 

Z

 

 

 

.

(10.14)

 

A A

 

11

 

 

 

 

11

21

 

 

 

Выясним физический смыслхарактеристических сопротивлений. Для этого

возьмем ZH = Zc2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

Z11Zc2 +| Z |

 

 

 

 

 

 

 

ZBx =

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zc2 +Z22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

| Z | Z22

 

 

 

 

 

 

 

| Z |

 

 

| Z | +Z

 

 

 

 

Z22

 

 

 

 

 

| Z | Z11

+

 

 

 

 

11

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

Z11

 

 

 

=

 

11

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Z

c1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z22 +

| Z | Z22

 

 

 

 

 

 

 

| Z |

 

 

 

 

Z22

 

Z22 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z11

 

 

 

Оказывается, что если четырехполюсник нагружен на характеристическое сопротивление со стороны выхода (ZH = Zc2), то его входное сопротивление Zвx1 = Zc1. Такой режим работы четырехполюсника называется согласованным, а

нагрузка ZH = Zc2 согласованной.

При согласованной нагрузке включение четырехполюсника между источником энергии и этой нагрузкой не изменяет режим работы источника. Параметры Zc1 и Zc2 как раз и характеризуют четырехполюсник в режиме согласования сопротивления входа и выхода (отсюда и обозначение Zc

согласованная нагрузка).

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим соотношение U

1 / U 2 и

I

1 / I

2 при ZH = Zc2. В случае I

2 = U

2 / Zc2. В системе А – параметров получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

= A11 U2 + A12

I2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= A11 U2 + Z

 

=U2

A

 

( A11 A22 + A12 A21 );

 

 

 

A12 U2

 

A11

 

 

 

 

 

 

 

 

c2

 

22

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

=

 

 

 

 

A11

(

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

A11 A22

 

 

 

A12 A21

(10.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

 

 

 

 

 

A22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для токов, проделав соответствующие преобразования, получим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

=

 

 

 

 

A22

(

 

 

 

+

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

A11 A22

 

 

A12 A21

(10.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

A11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнив

соотношения (10.15) и (10.16), видим, что они

содержат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сомножитель (

 

A11 A22 +

 

 

A12 A21 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, характеризующий отношения U

1 / U 2 и

I

1 / I

2. Его обозначают как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

+

 

),

 

 

 

e γ =

A22

 

 

 

 

 

 

 

A11 A22

A12 A21

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где γ = ln (A11 A22 +A12 A21 ) - коэффициент распространения (мера передачи)

четырехполюсника.

Это комплексная величина, так как А – параметры – комплексные

величины:

γ = α + j β.

Для симметричного четырехполюсника

 

γ

 

I

 

 

 

U

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

=

 

1

=

 

 

1

;

γ = ln

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

2

 

U

2

 

 

I2

 

 

 

 

 

= ln

U1

 

;

 

 

 

 

 

U2

 

 

Таким образом, коэффициент распространения определяет передаточные свойства четырехполюсника в характеристическом согласованном режиме.

Коэффициенты α и β, входящие в формулу (10.18), называются соответственно коэффициентом затухания и коэффициентом фазы. Их физический смысл просто уяснить на примере симметричного четырехполюсника:

 

 

 

 

U e jψ1

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

1

 

j(ψ

ψ

)

α

jβ

 

 

 

 

=

 

1

 

jψ

 

=

 

 

e

1

2

 

= e e

 

,

 

 

U 2

 

 

2

U2

 

 

 

 

 

 

U2e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тоесть

α

= ln

U1

 

– уровеньзатуханияколебаний,β= ψ1 - ψ1 – изменениефазы

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

колебания при передаче от входа к выходу.

Коэффициент затухания α измеряется, как правило, в логарифмических единицах неперах (Неп) или децибелах (дБ).

 

 

 

 

Если α = 1, то

ln

U1

 

= e = 2,718 Неп.

 

 

 

U2

 

 

 

 

 

 

11

Соседние файлы в папке для решения