Экзамен ТЛЭЦ
.pdf
|
Вопросы к экзамену по дисциплине |
|
|
« Теория линейных электрических цепей железнодорожной |
|
|
автоматики , телемеханики и связи » |
|
Оглавление |
|
|
Канонические |
схемы двухполюсников RC, свойства их сопротивлений и проводимостей . ............ |
2 |
Канонические |
схемы двухполюсников RL , свойства их сопротивлений и проводимостей . .......... |
3 |
Свойства функций входных сопротивлений и проводимостей пассивных двухполюсников. .................... |
5 |
|
Приемы построения двухполюсных схем по заданным функциям Z(p), Y(p).............................................. |
8 |
|
Трехэлементные реактивные двухполюсники (схемы, частотные зависимости Z(ω), определение |
||
резонансных частот, понятия и примеры взаимно обратных и эквивалентных двухполюсников). |
||
Общие свойства реактивных двухполюсников. ........................................................................................ |
9 |
|
Четырехэлементные реактивные двухполюсники. ...................................................................................... |
10 |
|
Электрическая цепь, как четырехполюсник. Уравнения четырехполюсника с Z-параметрами. Физический |
||
смысл параметров..................................................................................................................................... |
11 |
|
Уравнения четырехполюсника с Y-параметрами. Физический смысл параметров. .................................. |
13 |
|
Уравнения четырехполюсника с параметрами АВСД. Физический смысл параметров. Связь между |
||
параметрами в случаях симметричности и обратимости........................................................................ |
13 |
|
Последовательное и параллельное соединение четырехполюсников. Определение параметров |
||
соединения. |
............................................................................................................................................... |
14 |
Цепочечное соединение . .............................четырехполюсников. Определение параметров соединения |
18 |
|
Цепочечное соединение четырехполюсников при согласованных нагрузках. Собственные параметры |
||
передачи четырехполюсников . .....................................................................................................Zx и g |
18 |
|
Единицы измерения . ...................................................затухания. Уровни напряжения, тока и мощности |
19 |
|
Связь между уровнями . ............сигнала на входе и выходе тракта передачи сигналов и его затуханием |
21 |
|
Электрические фильтры. Классификация. Простейшие частотные электрические фильтры. Условия |
||
пропускания . ....................................................................................и задерживания цепочечных схем |
22 |
|
ФНЧ типа К, его электрические характеристики. Определение элементов схемы по заданным параметрам |
||
передачи. ................................................................................................................................................... |
|
23 |
Полосно-пропускающий ..........................................................................и режекторный фильтры типа К |
28 |
|
Недостатки фильтров . .......................................................................................................................типа К |
33 |
|
Частотная характеристика цепи. Комплексные частотные характеристики линейных электрических |
||
цепей. ........................................................................................................................................................ |
|
33 |
Понятие цепи . ....................................................с распределенными параметрами. Типы линий передач |
34 |
|
Модель однородной .........................................длинной линии. Телеграфные уравнения длинной линии |
35 |
|
Телеграфные уравнения ......................................................................................................длинной линии |
35 |
|
Решение волнового .............................................................................уравнения и его физический смысл |
36 |
|
Гармонические . ...................................................................................................волны в длинных линиях |
38 |
|
Распределения ..................................................................................напряжения и тока в линии передачи |
39 |
|
Вторичные (волновые ................................................................................) параметры однородной линии |
41 |
Падающие и отраженные волны. Понятие волнового сопротивления. ...................................................... |
41 |
Понятие длины волны. Скорость распространения волны.......................................................................... |
47 |
Коэффициент отражения............................................................................................................................... |
48 |
Линия без потерь. .......................................................................................................................................... |
52 |
Режим смешанных волн. ............................................................................................................................... |
52 |
Канонические |
схемы двухполюсников RC, свойства их |
|
сопротивлений |
и проводимостей. |
2хполюсники разделяют по сложности на одно-, двухэлементные и т.д. и по хар-ру входящих в них элементов – на rC, LC, rL, rLC.
Схему 2хполюсника следует составлять так, чтобы можно было просто определить численные значения параметров ее элементов. Такое свойство присуще каноническим схемам.
Рассм. простейшую цепь с 2мя параметрами r и С: Для данной цепи операторная проводимость
Параллельное подключение новых элементов не изменяет вида .
Определим: ,
Где ;
Соединяя последовательно такие простейшие цепи, учитывая, что r может быть бесконечно большим, а С – бесконечно малым, получим каноническую схему:
, где ; . Каждому последовательному элементу соответствует одно из слагаемых в формуле. Рассм. цепь:
Для нее .
Для изменения свойств этой цепи новые элементы надо подключить параллельно – получим второй вид канонической схемы для 2хполюсников RC:
,
где ; для схемы:
Это третья и четвертая канонические схемы 2хполюсника RC.
Канонические |
схемы двухполюсников RL , |
свойства их |
|
сопротивлений |
и проводимостей. |
|
2хполюсники разделяют по сложности на одно-, двухэлементные и т.д. и по хар-ру входящих в них элементов – на rC, LC, rL, rLC.
Схему 2хполюсника следует составлять так, чтобы можно было просто определить численные значения параметров ее элементов. Такое свойство присуще каноническим схемам.
Для данной цепи операторная проводимость
.
Определим: ,
Соединяя последовательно такие простейшие цепи получим каноническую схему:
, где ; . Каждому последовательному элементу соответствует одно из слагаемых в формуле. Рассм. цепь:
.
Для изменения свойств этой цепи новые элементы надо подключить параллельно – получим второй вид канонической схемы для 2хполюсников RL:
,
где ;
Свойства функций входных сопротивлений и проводимостей пассивных двухполюсников.
1.
Приемы построения двухполюсных схем по заданным функциям Z(p),
Y(p).
Св-ва пассивной 2хполюсной цепи полностью определяются завтью ее вх. сопр-я или вх. проводимости от частоты ω (или параметра p). При синтезе цепи важно: какими могут (не могут) быть ф-ции Z(p) или Y(p). Если по этим ф-циям можно построить соответствующую эл. цепь, то их наз-ют физически реализуемыми. Входное сопр-е 2хполюсника в операторной форме:
Реализуемая ф-ция сопротивления (проводимости) должна иметь вид рациональной дроби. Сопр-е реальной цепи токам высоких частот может иметь активный характер при n=m, индуктивный
характер и вид Lp, при n–m=1 и или емкостный характер и
вид 1/ (Сp), при n–m=–1и . Коэффициенты и д. быть вещ. и положи.. Многочлены в числителе и знаменателе рациональной дроби можно представить в виде произведения множителей вида (p–pi), где pi – корни многочленов P(p) и Q(p):
Значения переменного p, соответствующего корням многочлена Р(р), наз-ют нулями функции Z(p), а соотв. корням Q(p) – полюсами функции Z(p). Нули и полюсы ф-ции вх. сопр-я должны иметь отриц. вещественную часть. Собственные колебания цепи должны
быть затухающими. Это условия физической реализуемости Z(p) в виде пассивной цепи.
Если удовлетвор-ая усл-ям физ. реализуемости и достаточно сложная Z(p) задана выр-ем, то по ней нельзя сразу составить схему 2хполюсника с соответствующим сопротивлением.
1.Ф-цию Z(p) надо представить в виде более суммы более простых слагаемых (схема 2хполюсника получается последовательным соединением простых ветвей);
2.заданную рациональную дробь можно представить в виде цепной дроби (схема – в виде цепочки, содержащей чередующиеся последовательные и параллельные ветви);
3.Функцию Y(p) можно разложить на простые слагаемые (схема
2хполюсника получается парал-ным соединением простых ветвей); 4. Функцию Y(p) можно разложить в цепную дробь.
Т.о. по заданной ф-ции Z(p) можно построить 4 схемы 2хполюсников с одинаковой зав-тью сопр-я от частоты. Такие 2хполюсники наз-ся эквивалентными.
Пусть ф-ция сопр-я некоторого 2хполюсника Можно построить 2хполюсник с сопр-ем .
Произведение сопр-й этих 2хполюсников не зав. от
частоты . Такие два 2хполюсника с сопр-ями Z1(p) и Z2(p) наз-ют взаимообратными. Они имеют взаимообратные св-ва: если
Z1(p)→0, то Z2(p)→∞, и наоборот.
Трехэлементные реактивные двухполюсники (схемы, частотные зависимости Z(ω), определение резонансных частот, понятия и примеры взаимно обратных и эквивалентных двухполюсников). Общие свойства реактивных двухполюсников.
Из 3х реактивных эл-тов можно составить 4 схемы 2хполюсников:
1 и 2 пропускают постоянный ток, принятый за ток с нулевой частотой, и оказывают токам с высокими частотами высокое сопр-е. 3 и 4 постоянный ток не пропускают и имеют малое сопр-е на высоких частотах. Рассм. порядок построения графика зав-ти сопр-я от частоты на примере 2хполюсника 1. При нулевой частоте сопр-е 2хполюсника равно 0. На резонансной угловой частоте парал-ного
соед-я сопр-е 2хполюсника →∞ и скачком меняет знак. Индуктивная проводимость становится меньше емкостной – резонанс токов. На некоторой частоте ω2 наступает равенство сопр-я контура L1C1 индуктивному сопр-ю ω2L2 – резонанс напряжений.
2хполюсники 1 и 2 обратны 2хполюсникам 3 и 4. Для 2хполюсника 1:
Для 2хполюсника 2: Для 2хполюсника 3:
Для 2хполюсника 4:
При соответствующем подборе элементов 2хполюсники 1 и 2 эквивалентны друг другу и обратны 2хполюсникам 3 и 4.
Общие св-ва реактивных 2хполюсников:
1.число резонансов реакт. 2хпол. на конечных частотах на 1 меньше числа элементов в нем; 2. для реакт. 2хпол. существует взаимно-обратный и эквивалентный 2хпол.;
Четырехэлементные реактивные двухполюсники.
Реактивными двухполюсниками называют двухполюсники, составленные лишь из элементов L и С. Так как первоначально запасенная энергия в таких двухполюсниках не расходуется на тепловые потери, то процесс свободных колебаний в таких цепях носит незатухающий характер.
|
∏ |
(2 |
− 2) |
( ) = ±1 ±1 |
=1 |
|
|
∏ |
( 2 |
− 2) |
|
|
=1 |
|
n-кол-во резонансов напряжения q-кол-во резонансов токов
K-постоянный множитель, определяющий поведение схемы при W→ ∞