Informatics Point

Информатика и проектирование

Направленные ответвители и мостовые схемы

Направленный ответвитель и его частный случай - мостовая схема является взаимным, реактивным воcьмиполюсным устройством, в котором плечи попарно развязаны. Схема восьмиполюсника показана на рисунке 1.11. Матрица рассеяния взаимных систем симметрична, т.е. S12 = S21; S13 = S31; S14 = S41; S23 = S32; S34 = S43.

Большинство ответвителей имеют две плоскости симметрии [6]. Симметрия относительно плоскости I приводит к равенству следующих элементов матрицы: S13 = S24; S11 = S22; S33 = S44, а симметрия относительно плоскости II добавляет еще равенства S12 = S34; S11 = S33; S22 = S44; S14 = S23. В результате матрица рассеяния взаимного реактивного восьмиполюсника с двумя плоскостями симметрии приобретает вид

(1)

Взаимный реактивный восьмиполюсник обладает следующими свойствами: если он является направленным ответвителем, то согласуется со всех четырёх плеч. Справедливо и обратное: если восьмиполюсник согласован со всех плеч, то он является ответвителем. Это свойство восьмиполюсной схемы доказывается в общем виде из унитарности его матрицы рассеяния.

Рисунок 1.11 Восьмиполюсное устройство

Докажем вторую часть этого свойства восьмиполюсника на примере матрицы (1). Положим S11 = 0 и применим к (1) свойство унитарности в развёрнутом виде:

(2)

Найдём из (2, в) величину и подставим ее в (2, г). В результате получим S12(S14 S13 - S13 S14) = 0. Выражение , так как это противоречит (2, б). Следовательно, S12 = 0, т.е. согласование всех входов (S11 = 0) привело к тому, что передачи из плеча 1 в 2 и из плеча 3 в 4 нет. Матрица рассеяния устройства становится следующей:

(3)

Получили первый тип направленного ответвителя, схема которого изображена на рисунке 1.12, а. В нём мощность, подводимая к плечу 1, делится в плечах 3 и 4 в соответствии S132 и S142 =1- S132. Из (2, б) следует, что

Поля в выходных плечах 3 и 4 сдвинуты по фазе на р/2. Отметим, что если ответвитель имеет одну плоскость симметрии, то поля в выходных плечах либо синфазны, либо противофазны.

Рисунок 1.12 Три типа направленных ответвителей

Второй тип ответвителя показан на рисунке 1.12, б. В нем изолированы друг от друга плечи 1-4 и 2-3 (S14 = 0). В третьем типе ответвителя, изображенном на рисунке 1.12, в, отсутствует связь между плечами 1 - 3 и 2 - 4 (S13 = 0).

Любой ответвитель характеризуется двумя основными параметрами: переходным затуханием С и направленностью D.

Переходное затухание С для ответвителя первого типа будет

(4)

Переходное затухание определяет долю мощности, ответвляющуюся из плеча 1 в плечо 4. Зависимость величины С от частоты является частотной характеристикой ответвителя.

Для ответвителя первого типа направленность определяется как

(5)

этот параметр характеризует долю мощности, просачивающейся в плечо 2.

Наличие плоскостей симметрии у восьмиполюсников позволяет существенно упростить расчёт их матриц рассеяния, через элементы в которых находятся все необходимые параметры. При этом задача расчёта восьмиполюсника сводится к задаче расчёта двух четырехполюсников. Метод заключается в синфазном и противофазном возбуждении входов восьмиполюсника.

Пусть восьмиполюсник имеет плоскость симметрии 1 (см. рисунок 1.11). Подадим на вход 1 волну a1=a/2, на вход 2 - волну a2= - a/2, а входы 3 и 4 согласованы. В силу симметрии схемы при подобном противофазном возбужденни в плоскости симметрии 1 будет нуль напряжения, и здесь можно разместить металлическую плоскость. Восьмиполюсник распался на два несвязанных четырехполюсника. Обозначим их матрицу рассеяния как

С помощью этой матрицы рассеяния определим выходные волны как

Теперь возбудим входы 1 - 2 синфазно: a1=a/2; a2=a/2. При этом в плоскости 1 устанавливается пучность напряжения (режим холостого хода) и схема разделяется идеальной магнитной плоскостью на два одинаковых четырёхполюсника.

Перейти на страницу: 1 2 3

Лучшие статьи по информатике

Таймер на микроконтроллере MSP430F2013
Практически в любой современной электронной технике можно найти микроконтроллеры. Столь широкое применение этих микросхем обусловлено чрезвычайно удачным со ...

Расчет тиристорного преобразователя
1. Техническое задание на проектирование Данные электродвигателя постоянного тока Тип двигателя РН, кВт ...

Проектирование цифровой системы коммутации на базе оборудования Surpass hiE 9200
В настоящее время многие операторы связи обладают развитой инфраструктурой, построенной во время становления телекоммуникационной отрасли в России. Инфрастр ...

Меню сайта