Каскадное согласованное включение четырехполюсников

В системах передачи много четырехполюсников, причем используют каскадное соединение нескольких ЧП сразу. Для того, чтобы четырехполюсники работали согласно (оптимально на максимум мощности и минимум искажений), их включают при согласовании (равенстве) характеристических сопротивлений.

I₁ I₂ I₃ I₄

В итоге получим ЧП с параметрами

Г_С

И тогда легко рассчитывается А_С=А_С1+ А_С2+ А_С2и нет отражений сигнала между ЧП аналогично как в согласованном включении для длинных линий.

Рабочая мера передачи

Рабочая мера передачи оценивает передачу сигнала через ЧП с учетом внутреннего сопротивления источника сигнала и нагрузки в рабочем режиме относительно эталонной цепи передачи сигнала.

Рабочее ослабление A_P– вещественная часть рабочей меры передачи, оценивающая передачу сигнала по изменению полной мощности в логарифмических единицах в рабочем режиме.

Цепь передачи сигнала через ЧП

I₀

U₀

Эталонная цепь

В эталонной цепи согласуют нагрузку и сопротивление источника Z_2(Н)=Z_1(И). (Комплексная мощностьS=I^*∙U,полная мощностьS=I∙U, активнаяP=I²∙Re(Z_H)и для максимума активной мощности условиеZ_H=Z^*_И)

- оценивает ослабление. Здесь S₀– полная мощность в эталонной нагрузке, а

S₂– в рабочей (S=I∙U). (дБ – децибелы, 10 часть Белла по имени изобретателя телефона).

Рассмотрим важный частный случай, когда сопротивление источника и нагрузки резистивные (R₁, R₂) , т.е. нет реактивных составляющих:

(φ=0,I=E/2R).

В этом случае источник передает в нагрузку максимально возможную мощность при заданных параметрах.

Получается, что рабочее ослабление это величина, оценивающая ослабление активной мощности нагрузки, включенной после четырехполюсника, относительно максимума активной мощности, отдаваемой источником в согласованную с ним нагрузку в логарифмических единицах.

На практике рабочее ослабление является одним из основных параметров при передаче электрических сигналов, так как сигнал характеризуется принимаемой активной мощностью.

Расчет и измерение рабочего ослабления

При внимательном рассмотрении эталонной схемы можно заметить, что . Тогда получим:

Если расчет ведется в дБ, то следует применить следующую формулу:

дБ.

Для измерения рабочего ослабления используют следующую схему:

В этой схеме включают нужное сопротивление источника (генератора), измеряют U=EиU₂, а рабочее ослабление затем рассчитывают по выше выведенной формуле:

Существует прямой метод измерений. Для его реализации необходимо подключить эталонный ЧП и добиться такого же ослабления что и у измеряемого.

Связь рабочего и характеристического ослаблений

где . При условии, чтоГ_ОТР=0

В частном случае,

, если - такой режим называют режимом согласования ЧП с нагрузкой и генератором.

Теория электрических фильтров Общие понятия

Под фильтром в общем случае понимают некоторое устройство, работающее по избирательному признаку. Электрические фильтры (ЭФ) – устройства, которые избирательно, по некоторому правилу пропускают или не пропускают на свой выход электрический сигнал.

Характеристиками электрического сигнала служат частота, напряжение, форма, кодировка и др. Довольно широко распространены ЭФ, где признак избирательности – частота электрического сигнала. Идеальный частотный фильтр пропускает сигналы с какими – то одними частотами и не пропускает с другими ( для одних частот коэффициент передачи 1 , для других - 0 ). В техническом плане основной характеристикой частотных фильтров является рабочее ослабление,

поэтому частотный ЭФ – это ЧП, у которого в одной области частот рабочее ослабление мало, близко к 0 ( полоса пропускания ПП), а в другой области частот рабочее ослабление велико ( полоса задерживания (непропускания) ПЗ(ПН)). Между ними находится переходная область (ПО).

В ПП рабочее ослабление должно быть не больше (меньше) некоторого заданного значения : В ПЗ рабочее ослабление должно быть не меньше (больше) некоторого заданного значения: