книги / Трансформаторы в цепях согласования и сложение мощностей радиочастотных генераторов
..pdfфазные волны напряжения и тока (при противофазном возбуж дении). Характеристические сопротивления по напряжению и по току в случае идентичных линий оказываются одинаковыми.
Если не оговорен характер источника сигнала: генератор на пряжения или генератор тока, то выбор для анализа режима возбу ждения волн напряжения или волн тока обычно является делом вкуса. Так как ранее (п.1.2) мы проводили анализ ТЛ, используя в схеме источник напряжения Е, то, чтобы сопоставить результаты, воспользуемся режимом возбуждения волн напряжения: синфазных и противофазных.
Согласно граничным условиям по напряжению на концах ли ний 1,2 фазоинвертирующего ТЛ:
1/ц-Е; |
С/ю —0; Пц —0; С/го ~Укн |
в соответствие ему можно поставить схему (рис. П.1.1), токи и на пряжения в которой могут быть найдены путем наложения (супер позиции) токов и напряжений в схемах (рис. П.1.2), где обозначены 2С], 2С2 - характеристические сопротивления линий при возбужде нии синфазных волн напряжения; 2п\, 2пг —характеристические со противления линий при возбуждении противофазных волн на пряжения.
Е/2
Е/2
Противофазные составляющие токов /юп, /гоп связаны соотно шением
^10п/^20п
Точно так же связаны токи/ип и/2<п.
Напряжения одинаковы по величине, но противоположны по фазе.
Ток через нагрузку 1цн= /20 = /20с+Лоп Подставляя (П.1.3), (П.1.4) в последнее соотношение, получаем
для 12о выражение, полностью совпадающее с (П.1.1).
Очевидно, так как напряжения и токи в проводах определяются суперпозицией (наложением) падающих и отраженных волн, то при возбуждении в связанных линиях синфазных (противофазных) волн напряжения амплитуды возникающих при этом падающих и отра женных волн токов оказываются обратно пропорциональными со ответствующим характеристическим сопротивлениям.
Согласно эквивалентной схеме (рис. П.2Л) токи продольных индуктивностей у источника Е и у нагрузки Кпсоответствуют вход ным токам короткозамкнутых отрезков линий:
Лф1 |
= /кз. соз Р^; |
(П.2.1а) |
Лф2 |
V О |
(П.2.16) |
= /«32 003 1 |
УДс2
Токи продольных индуктивностей в сечении X от короткозамк нутого конца определяются соотношениями:
ЯсозрЛГ |
|
/пр1ДГ—/кз1 соз Р^ .„ |
» |
|
(П.2.2) |
С/я созВХ |
|
кр2Х~ /кз2 СОЗ РАГ=—— |
. |
Обратим внимание, что токи /К3|, / к32 в (П.2.1), (П.2.2) соответ ствуют (1 .2 2 ).
Токи на концах отрезка линии с волновым (характеристиче ским) сопротивлением IV^ определяются следующими соотноше ниями:
Г/Л
1\ = 1\е- /пР1 = - /2 соз - у— - з т Р^ =
(П.2.3а)
= - (/«„ + /пР2) соз р^ - у——зтр^;
^2 |
|
к - /л„ + /пР2 = - 1\ СОЗ р^ +У-^-51П$2 = |
(П.2.36) |
^ 12 |
= - (1у - /Пр|) соз Р^+ у - ~ з т р /.
"12
Правые части (П.2.3) записаны на основании уравнения для то ка в длинной линии (см., например, (3, кн. 1, п. 4.15, ур-е (4.149а)]) с учетом принятых на рис. П.2.1 направлений токов и напряжений. Напомним, что 1Ни= /2о, 1/ци= ~ к(Дн-
Ток в сечении X отрезка линии с волновым (характеристиче ским) сопротивлением соответственно от нагрузки К„ в сторону источника Е и, наоборот, от источника Е в сторону нагрузки Кн:
Ех~ ~ |
Щ |
(П.2.4а) |
+ /пР2) соз рХ-у— ^ п р * ; |
||
|
Щ2 |
|
/2Д'= - |
(1у - /пр.) СОЗ р Х + у -1 -зт р Л Г . |
(П.2.46) |
|
Щл |
|
Обратим внимание, что (П.2.4а) соответствует (1.23).
При Х= I (П. 2.4) определяют токи /|, /2 (см. П. 2.3) на концах отрезка линии с волновым (характеристическим) сопротивлением Г,2 (рис. П.2.1).
Если расстояние X отсчитывать в одном направлении, то в од ном из уравнений (П.2.4) следует вместо X считать (7 - X). В этом
случае, очевидно, должно быть: |
|
|
|
1\х— Еу-.V) или 1\у-х) — Ех- |
(П.2.5) |
||
Действительно, |
принимая вместо |
X, например, в |
(П. 2.46) |
(^ -X), получаем: |
|
|
|
Еу-х)= ~ |
~/прО соз Р(^ —X) +у——51ПР {С —X) = |
||
|
|
т12 |
|
|
Е . |
|
|
~ У \ С |
- *пр1 )С 0 3 Р ^ + у — |
З Ш Р ^ СОЗ рЛГ- |
|
|
щ12 |
|
|
. Е Уи -^пр^^пР^+У— С05Р^ 31ПРЛГ.
т12
Учитывая (П.2.3а) для (1и -7ПР|) и принимая согласно (1.11)
Е = -I/к |
( ж , |
|
|
|
——созр7+у—^-З1пр |
||||
пн |
т |
г |
■' р |
г |
|
4^22 |
|
Лн |
|
после несложных преобразований, учитывая также, что
V,
Ка ■=Е=Е20,
убеждаемся в справедливости (П.2.5).