- •Федеральное агентство связи
- •Оглавление
- •Общее представление о предмете электротехника
- •Основные понятия в теоретической электротехнике
- •Понятия об электрической цепи и схеме
- •Расчет цепей на постоянном токе
- •Законы Кирхгофа
- •Переменные токи и напряжения Основные понятия и параметры
- •Оценка переменного тока и напряжения
- •Понятия о комплексных и полных сопротивлениях электрической цепи
- •Гармонический ток в пассивных элементах электрической цепи
- •3 Емкость
- •Анализ последовательной rlc-цепи при гармоническом воздействии
- •Параллельные rlc - цепи
- •Принцип дуальности в электрических цепях
- •Принцип и метод наложения в теории цепей.
- •Теоремы об эквивалентных источниках или генераторах (Теорема об автономном двухполюснике)
- •Теорема обратимости или взаимности
- •Примеры
- •Колебательные контуры и резонансы в электрических цепях
- •Последовательный колебательный контур
- •Частотные характеристики последовательного контура
- •Влияние внешнего сопротивления на избирательность контура
- •Параллельный колебательный контур (простой)
- •1. Идеализированный контур
- •Реальный параллельный контур
- •Частотные зависимости параллельного контура
- •Влияние внешних сопротивлений на избирательность контура (Добротность, полоса пропускания, коэффициент подавления)
- •Сложные параллельные контуры
- •Мощность в цепи переменного тока
- •Расчет мощности в комплексной форме
- •Баланс мощности в цепях переменного тока
- •Физический смысл баланса мощности
- •Определение условия максимума активной мощности при передаче энергии от источника в нагрузку
- •Электрические цепи с взаимно индуктивными связями и методы их расчета Основные понятия о взаимной индукции
- •Последовательное и параллельное соединения индуктивно связанных элементов
- •1. Последовательное соединение
- •2. Параллельное соединение
- •Электрический трансформатор
- •2.Уравнения и схемы замещения реального трансформатора (двухобмоточного, без ферромагнитного сердечника)
- •Входное сопротивление реального трансформатора
- •Переходные процессы в электрических цепях Основные понятия о переходных процессах
- •Законы коммутации
- •Начальные и конечные условия
- •Схемы замещения элементов в различные моменты времени
- •IL (0_) l пост
- •Классический метод расчета переходных процессов
- •Анализ переходных процессов в rlc цепях классическим методом Последовательные и параллельные rl и rc цепи
- •Переходные процессы в rlc цепях Последовательная rlc цепь Подключение источника постоянного напряжении
- •Отключение источника в последовательной rlc-цепи
- •Расчет переходных процессов в сложных цепях
- •Операторный метод расчета переходных процессов Преобразования Лапласса
- •Операторные схемы замещения реактивных элементов
- •Нахождение функции времени в операторном методе
- •Операторные передаточные функции
- •Методы расчета передаточных функций
- •Временные характеристики электрических цепей
- •Методики расчета временных характеристик
- •Пример нахождения временных характеристик
- •Расчет откликов в электрической цепи на кусочно-непрерывное воздействие. (Интеграллы Дюамеля и наложения)
- •Определение отклика на прямоугольный импульс.
- •Дифференцирующие и интегрирующие цепи Общие понятия
- •Дифференцирующие цепи
- •Интегрирующие цепи
- •Спектральный метод расчета в электрических цепях Понятие о спектре периодического сигнала
- •Спектральный анализ и синтез на основе рядов Фурье
- •Графическое временное и частотное изображения спектра периодического сигнала
- •Спектр последовательности прямоугольных импульсов
- •Понятие о расчете цепей при периодических сигналах
- •Понятие о спектре непериодического сигнала
- •Спектры некоторых типовых сигналов
- •Понятие об энергетическом спектре одиночных сигналов. Ширина спектра
- •Условия безыскаженной передачи электрических сигналов
- •Нелинейные электрические цепи Основные понятия о нелинейных цепях
- •Расчет простейших нелинейных резистивных цепей
- •Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
- •Определение реакции нелинейного элемента на гармоническое воздействие
- •Анализ спектра реакции в нелинейном элементе
- •Линейные цепи с распределенными параметрами. Длинные линии.
- •Уравнения однородной линии в стационарном режиме
- •Бесконечно длинная однородная линия. Согласованный режим работы
- •Линия без искажений
- •Уравнения линии конечной длины
- •Уравнения длинной линии как четырехполюсника
- •Линия без потерь
- •Стоячие волны в длинных линиях
- •Волновое сопротивление длинной линии.
- •Теория четырехполюсников Основные понятия и классификация четырехполюсников
- •Основные характеристики четырехполюсников
- •Системы параметров. Матричные параметры чп
- •Сложные четырехполюсники. Виды соединений чп
- •Рабочие параметры чп
- •Характеристические параметры четырехполюсников
- •Каскадное согласованное включение четырехполюсников
- •Рабочая мера передачи
- •Теория электрических фильтров Общие понятия
- •Классификация частотно – избирательных электрических фильтров
- •Лестничные реактивные фильтры
- •Реактивные фильтры типа к
- •Теорема о реактивных фильтрах типа к
- •Фнч типа к (полузвено)
- •Фнч типа к (полузвено)
- •Фвч типа «к» (полузвено)
- •Полосовые фильтры типа «к»
- •Режекторный фильтр типа «к»
- •Достоинства и недостатки фильтров типа k
- •Искажения сигнала в эц
- •Корректирующие цепи (корректоры). Общие положения.
- •Принцип корректирования амплитудно-частотных искажений (ачи)
- •Стандартные схемы амплитудных корректоров
- •Фазовые корректоры
- •Электрические машины постоянного тока Устройство электрической машины постоянного тока
- •Принцип действия машины постоянного тока
- •Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора
- •Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов
- •Генераторы с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением
- •Работа электрической машины постоянного тока в режиме двигателя. Основные уравнения
- •Механические характеристики электродвигателей постоянного тока
- •Электрические машины переменного тока Вращающееся магнитное поле
- •Информационные электрические машины Сельсины
- •Поворотные трансформаторы. Индуктосины. Редуктосины
- •Тахогенераторы
- •Шаговые электродвигатели
Достоинства и недостатки фильтров типа k
Достоинства:
простота схем;
простота расчетных формул и расчета характеристик.
Недостатки:
сильно меняется характеристическое сопротивление поэтому трудно согласовать фильтр с нагрузкой, что особенно важно для полосы пропускания;
нельзя полностью использовать всю теоретическую полосу пропускания;
рабочее ослабление в полосе задерживания нарастает медленно поэтому получается большая переходная область.
В связи с этими недостатками были разработаны другие фильтры.
Искажения сигнала в эц
Изменение формы сигнала на выходе цепи по сравнению с формой сигнала на ее входе называется искажением сигнала. Так как передаваемые сигналы содержат спектр частот, то все основные составляющие спектра сигнала должны проходить через электрическую цепь одинаково(с одинаковым ослаблением и запаздыванием). Когда искажения формы сигнала связаны с непостоянством амплитудно-частотной характеристики цепи, они носят название амплитудно-частотных искажений. Искажения формы сигнала при прохождении его по цепи, обусловленные нелинейностью фазо-частотной характеристики цепи или непостоянством группового времени запаздывания, называются фазо-частотными искажениями.
Искажения за счет нелинейных свойств элементов называются нелинейными.
Для устранения амплитудно-частотных искажений используют амплитудные корректоры, для устранения фазо-частотных искажений – фазовые корректоры. Они применяются на основе условий безискаженной передачи сигнала.
Корректирующие цепи (корректоры). Общие положения.
Как было уже сказано, корректоры разделяют на следующие виды:
амплитудные корректоры (для корректирования амплитудно-частотных характеристик)
фазовые корректоры (для корректирования фазо-частотных характеристик)
общего вида (корректируют коэффициент передачи)
Амплитудные корректоры корректируют рабочее ослабление , а фазовые – фазовую характеристикуили время запаздывания.
Вводят следующие характеристики корректора: ,,,.
Для того, чтобы не было амплитудно-частотных искажений, необходимо:
.
Чтобы не было фазо-частотных искажений, нужно:
- линейная зависимость
Принцип корректирования амплитудно-частотных искажений (ачи)
ИЧП – искажающий четырехполюсник.
Чтобы избежать искажения сигнала, после ИЧП включают корректирующую цепь.
При каскадном соединении ослабления складываются. Имеем общее ослабление:
Требования к АК:
Первое требование: , чтобы не изменялось рабочее ослабление ЧП, которое зависит от сопротивления нагрузки.
Ослабление корректора (повторное ослабление) должно быть обратно рабочему ослаблению ИЧП.
Характеристика ослабления корректора должна быть относительно легко регулируема (так как любые детали имеют отклонение от нормы, и приходится регулировать ослабление; также на ослабление влияет изменение параметров рабочей среды).
Стандартные схемы амплитудных корректоров
Пассивные амплитудные корректоры строятся, как правило, в виде симметричной Т- перекрытой схемы.
- двухполюсник обратный . Характеристическое сопротивление
(входное сопротивление при равноR0)
Подбирается таким образом, чтобы ослабление корректора было обратным рабочему ослаблению ИЧП.
Эта схема напоминает мостовую схему, которую можно либо закоротить, либо разорвать в месте диагонали моста (включения второго R0) и получить две Г-образные схемы. Потенциалы точекаивотносительно точкисбудут одинаковы.
Отличие будет в том, что Г-образные схемы могут работать по корректированию только в одном направлении, в отличие от симметричных Т-образных схем.
U2
U2
По типу сопротивления амплитудные корректоры можно разделить на корректоры с одним реактивным элементом (ослабление возрастает или убывает), с двумя реактивными элементами (у ослабления – один максимум или минимум), с тремя реактивными элементами (две резонансные частоты) и т.д. Обычно больше трех элементов редко используют, чаще используют один или два элемента, также делают амплитудные корректоры из нескольких звеньев (каждое звено корректирует какую-то часть характеристики).
Схема АК 1 порядка
,
Z1(0)=R0=Z1(∞), ω0=
График ослабления АК будет иметь вид как график Z1, (последовательный контур) то есть с минимумом до 0 на частоте ω0, а с учетом потерь (RK) доln(1+RK/R0). Если поменять местамиZ1Z2то характеристика будет с максимумом
Кроме пассивных схем амплитудных корректоров применяют активные схемы. Активные амплитудные корректоры строятся в общем случае с применением усилителей, RC- иRLC-элементов. Существует большое количество разновидностей активных звеньев эквивалентных по передаточной функции пассивным амплитудным корректорам.