Эквивалентная схема тракта передачи

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Измерение параметров четырехполюсников

Эквивалентная схема тракта передачи

Любой тракт передачи можно представить в виде последовательного соединения четырехполюсников, которые вносят в канал связи либо затухание, либо усиление. Эквивалентная схема участка тракта представлена на рис.7.2.1

Рисунок 7.2.1 Эквивалентная схема тракта передачи

Источник рабочего сигнала характеризуется видом электрического сигнала на его выходе (аналоговый, цифровой), величиной э.д.с. (напряжения или уровня), частотным диапазоном, выходным сопротивлением.

Основной параметр нагрузки – сопротивление.

Измеряемый четырехполюсник характеризуется характеристическими (собственными) и рабочими параметрами. Соотношение между характеристическими и рабочими параметрами зависит от режима работы 4-хп.

1 Согласованный режим:

Условие:

Z ист=Zс1

Z н=Zс2

Следствие:

Z вх1=Zс1

Z вх2=Zс2

Потери энергии минимальные и определяются потерями на элементах схемы. Численно потери энергии равны характеристическому (собственному) затуханию Ас. Собственное затухание может зависеть от частоты сигнала, уровня на входе и других параметров оборудования и сигнала.

2 Несогласованный режим:

Условие:

Z ист≠Zс1

Z н≠Zс2

Следствие:

Z вх1≠Zс1

Z вх2≠Zс2

Потери энергии возрастают вследствие частичного или полного отражения ЭМВ в точках несогласованного подключения.

Результирующее затухание называется рабочим, оно состоит из нескольких компонентов:

– затухание отражения на входе четырехполюсника А отр.вх.;

– собственное затухание четырехполюсника Ас;

– затухание отражения на выходе Аотр.вых.;

– затухание взаимодействия падающей и отраженной волн А вз.

Ар=Аотр.вх.+Ас+Аотр.вых.+Авз

Если исследуемый 4-хп является активным и вносит усиление, то рабочее усиление будем несколько меньше собственного, поскольку часть энергии теряется из-за отражения.

Sр= Sс-Аотр.вх-Аотр.вых-Авз

Поскольку Z является полным сопротивлением Z=R+jX , оно зависит от частоты передаваемого сигнала.

В диапазоне частот передаваемого сигнала невозможно обеспечить согласованный режим для всех частотных составляющих. Соответственно, в рабочей ситуации невозможно добиться идеального согласованного режима.

Степень несогласованности элементов характеризуется коэффициентом отражения и затуханием несогласованности.

Коэффициент отражения характеризует долю отраженной энергии:

,

математически его можно выразить через соотношение сопротивлений в точке соединения четырехполюсников, где Zс – характеристическое сопротивление

4-хп, Zн – нагрузка 4-хп.

Соответственно, коэффициент отражения ЭМВ на входе 4-хп можно выразить, как

,

коэффициент отражения на выходе -

.

Коэффициент отражения можно выразить в процентах:

Затухание несогласованности

Ан можно выразить через разность уровней напряжения:

Исходя из последнего выражения, можно сформулировать физический смысл затухания несогласованности – это разность уровней падающей и отраженной волны.

Если в исследуемой точке создан согласованный режим,

то есть Zн=Zс,

p отр= 0

Ан → ∞

Поскольку идеальный согласованный режим создать невозможно, в контрольных точках тракта передачи степень несогласованности нормируется следующим образом:

p отр ≤ р отр норм

Ан ≥ Ан норм.