Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

тэц

.pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
1.64 Mб
Скачать

Канонические схемы реактивных двухполюсников Канонические схемы – схемы, построенные по определённому правилу (канону). Наиболее

распространенными в теории электрических цепей являются схемы, построенные по правилу (канону) Фостера и Кауэра.

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

L3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

C4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

C3

L

 

 

 

 

L0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

1

 

 

 

 

ω

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω2

 

 

ω

4

 

L

0

 

 

ω1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

L3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

2

 

 

 

L4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

L3

 

 

 

L5

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

C4

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

L3

 

 

C1

 

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

L3

 

 

 

L5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

C4

 

 

 

 

 

 

L2

 

 

 

 

 

L4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

I схема Фостера представляется в виде последовательного соединения параллельных колебательных контуров:

 

 

 

 

L2

 

 

 

L4

 

 

 

L2n−2

LC

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

 

 

C4

 

 

 

 

 

C2n−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс данного двухполюсника: (∞,∞)

Входное операторное сопротивление имеет вид:

( ) = (p2 + ω2 )(p2 + ω2 )(p2 + ω2 )

1 3 2n 1

Z p H p (p2 + ω22 )(p2 + ω24 )(p2 + ω22n−2 )

Представим график частотной зависимости входного сопротивления:

Z( jω) j

 

 

ω1

L2

 

ω2

 

 

ω3

L4

 

 

 

 

 

 

 

 

ω2n−2

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C0

 

 

 

C2

 

 

 

 

ω

4

 

 

 

C2n−2

 

ω2n−1

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II схема Фостера представляется в виде параллельного соединения последовательных колебательных контуров:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L0

 

C

 

 

C3

 

 

C5

 

C2n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L3

 

 

L5

 

L2n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс данного двухполюсника: (0, 0)

Входное операторное сопротивление имеет вид:

( ) = p (p2 + ω2 )(p2 + ω2 )(p2 + ω2 )

3 5 2n 1 Z p H (p2 + ω22 )(p2 + ω24 )(p2 + ω22n )

Представим график частотной зависимости входного сопротивления:

 

Z( jω)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L0

 

 

 

 

 

L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

2n−2

 

L2n−2

 

ω2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

 

 

ω2

 

 

 

 

ω3

 

 

 

 

ω4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω5

 

 

 

 

 

 

ω2n−1

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2n−1

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В схемах Кауэра двухполюсники представлены в виде цепочных (лестничных) схем.

I схема Кауэра представляется в следующем виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

а) в продольных плечах располагаются индуктивные элементы;

 

 

 

б) в поперечных плечах располагаются ёмкостные элементы;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

L3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ln−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

C4

 

 

Cn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Класс данного двухполюсника: (, )

II схема Кауэра представляется в следующем виде:

а) в продольных плечах располагаются ёмкостные элементы; б) в поперечных плечах располагаются индуктивные элементы;

C’

 

 

C’

 

 

 

C’

1

 

 

3

 

 

 

n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’2

 

L’4

L’n

 

 

Класс данного двухполюсника: (, )

Входные операторные сопротивления записываются аналогично, как и по схемам Фостера. Основные общие свойства реактивных двухполюсников вытекают из формулы Фостера.

1)Если известно расположение нулей и полюсов реактивного двухполюсника (то есть известна характеристическая строка), его частотная характеристика определяется с точностью до постоянного множителя Н.

2)Нули и полюсы сопротивления, то есть частоты резонансов напряжений и токов чередуются. Это же относится и к нулям и полюсам класса.

3)В зависимости от величины сопротивления двухполюсника на частоте ω = 0 множитель jω записывается либо в числителе (для 1 и 3 классов), либо в знаменателе (для 2 и 4 классов).

4)В числителе Z (ω) стоят скобки с частотами резонансов напряжений, которые являются

нулями входного сопротивления. В знаменателе Z (ω) стоят скобки с частотами резонансов

токов (полюсов сопротивления).

5) Входное сопротивление Z (ω) возрастает (в алгебраическом смысле) с ростом частоты, то есть

Z (ω)

 

d

 

j

> 0

 

Лекция 7

Синтез реактивных двухполюсников Синтез – это создание электрической цепи по заданным требованиям.

Основные этапы синтеза:

1.Установление требований.

2.Математическое описание требований к цепи.

3.Разработка схемы цепи и расчёт величин элементов.

4.Проверка соответствия цепи заданным требованиям.

5.При практической реализации необходимо провести миниатюризацию цепи и измерение её параметров.

Синтез реактивных двухполюсников заключается в разработке схем и расчёте величин

элементов. При этом должны выполняться условия физической реализуемости и требования к цепи. Обычно синтез реактивных двухполюсников ведется по какой-либо из канонических схем.

Синтез по схемам Фостера

Математически процедура синтеза по I схеме Фостера основана на разложении функции входного операторного сопротивления в ряд Лорана в следующем виде:

Z ( p ) = pL+

1

n

 

 

p

 

 

+

 

 

 

,

 

pC0

k =1

C2k −2

( p

 

+ ω2k −2 )

 

Причём неизвестные коэффициенты определяются по следующим соотношениям:

 

 

 

L = lim

Z ( p )

,

1

= lim Z ( p ) p ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

→∞ p

 

C0

p→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

lim

 

 

p2 + ω22k −2

 

Z ( p) , L

=

 

1

 

.

C

 

 

 

 

 

ω2

 

C

 

2k

 

p2

→−ω22 k −2

 

 

p

 

 

2k −2

 

 

2k −2

 

−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k −2

 

Далее, подставляем полученные значения в следующую схему:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2

 

 

 

 

L4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2n−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

C

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

 

 

 

 

C4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2n−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процедура синтеза по II схеме Фостера основана на разложении функции входной

операторной проводимости в ряд Лорана в следующем виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y ( p) =

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= pC+

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z ( p)

 

 

 

 

 

 

pL0 k =1

 

L2k −1 ( p

+ ω2k −1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

Причём неизвестные коэффициенты определяются по следующим соотношениям:

 

C

= lim

Y ( p )

,

1

= lim Y ( p) p ,

 

1

 

 

= lim

 

p2 + ω22k −1

Y ( p) , C

2k −1

=

 

1

.

 

 

L

 

ω2

L

p→∞ p

L

p→∞

 

 

 

p2 →−ω22 k −1

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k −1 2k −1

 

Далее, подставляем полученные значения в следующую схему:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L0

 

C

 

 

C3

 

 

C5

 

C2n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L3

 

 

L5

 

L2n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синтез по схемам Кауэра.

Синтез по I схеме Кауэра заключается в разложении функции операторного сопротивления в цепную дробь с выделением целой части по переменной p. (Разложение по положительным степеням). Для входной реактивной функции сопротивления необходимо полином числителя и знаменателя расположить в порядке убывания по степеням. За делимое принимается полином высшей степени. Если такой полином находится в числителе функции Z ( p) , то схема начинается

с продольного плеча с элементом pL . В противном случае синтез ведется по функции Y ( p) ,

следовательно, схема начинается с поперечного плеча с элементом 1 .

pC

Цепная дробь записывается в следующем виде:

Z (p )= Z1 (p)+

 

 

1

 

 

 

,

Y2 (p )+

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3

(p)+

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y4

(p )+

 

 

 

 

где Z1 (p )= pL1 , Y2 (p) = pC2 , Z3 (p ) = pL3 ,

Y4 (p) = pC4 и т.д.

 

 

 

Далее, подставляем полученные значения при p в следующую схему:

 

L1

L3

Ln−1

 

 

 

 

C2

 

 

 

C4

 

 

Cn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синтез по II схеме Кауэра заключается в разложении функции операторного сопротивления в цепную дробь по отрицательным степеням. Полиномы числителя и знаменателя располагаются по возрастанию. Начинают деление с низшей степени p.

 

 

 

 

Z '(p) = Z '(p )+

 

 

 

 

 

1

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Y '2 (p )+

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z '3 (p)+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y '4 (p)+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Z '

(p) =

1

, Y '

(p) =

1

, Z '

(p )

=

1

, Y '

(p) =

 

1

и т.д.

 

 

 

 

 

1

 

pC '

2

 

pL '

3

 

 

 

pC '

4

 

 

pL '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

Далее, подставляем полученные значения при p в следующую схему:

C’

 

 

C’

 

 

 

C’

1

 

 

3

 

 

 

n−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’2

 

L’4

L’n

 

 

Понятие о четырёхполюсниках и их классификация Четырёхполюсником (ЧП) называют электрическую цепь (или её часть), имеющую две пары

зажимов для подключения к источнику и приемнику электрической энергии.

Входные зажимы – зажимы, к которым подключается источник электрической энергии. Выходные зажимы – зажимы, к которым подключается приемник электрической энергии.

ЧП изображают в следующем виде:

 

 

 

Zг

I1

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

U1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧП

 

 

 

U2

 

Zн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eг

 

 

 

 

 

 

 

 

2’

 

 

 

 

 

1’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zвх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация ЧП по типу

 

 

 

 

 

Классификация ЧП по структуре

1.

Линейные и нелинейные ЧП.

 

 

 

 

1.

Мостовые ЧП (рис. а).

2.

Автономные и неавтономные ЧП.

 

2.

Г-образные ЧП (рис. б).

3.

Активные и пассивные ЧП.

 

 

 

 

3.

Т-образные ЧП (рис. в).

4.

Обратимые и необратимые ЧП.

 

 

 

 

4.

П-образные ЧП (рис. г).

5.

Симметричные и несимметричные ЧП.

 

5.

Т-перекрытые ЧП (рис. д)

6.

Уравновешенные и

неуравновешенные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЧП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3

 

 

 

 

Z1

 

 

Z

 

 

 

Z1

 

Z3

 

Z2

 

 

Z2

Z1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z3

 

 

 

 

Z2

 

 

 

Z

 

 

 

Z1

 

 

 

Z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

Z4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. а.

 

Рис. б.

 

 

 

Рис. в.

 

 

 

Рис. г.

 

 

Рис. д

 

 

 

Уравнения передачи и внутренние параметры четырёхполюсников.

Уравнения передачи ЧП – уравнения, дающие зависимость между входными и выходными напряжениями и токами. Параметры ЧП – величины, связывающие в уравнениях передачи напряжения и токи. Уравнения передачи ЧП существуют в шести формах:

 

 

U

 

I

 

 

U

= Z

11

I

1

+ Z I

2 .

1.

Уравнения передачи в Z-параметрах.

 

 

1

 

= Z ×

1

 

или 1

 

 

12

 

 

 

 

 

 

U

2

I 2

U 2 = Z 21 I1 + Z22 I 2

 

 

 

 

U

1

 

 

Z11

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 1

I 2 =0

 

U

 

 

 

 

Z12

=

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

I1 =0

 

U

 

 

 

 

 

Z 21

=

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

I 2 =0

 

U

2

 

 

Z 22

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

I1 =0

= Z1X – входное сопротивление при разомкнутых выходных зажимах (2, 2’).

взаимное сопротивление при разомкнутых входных зажимах (1, 1’).

взаимное сопротивление при разомкнутых выходных зажимах (2, 2’).

= Z 2X – выходное сопротивление при разомкнутых входных зажимах (1, 1’).

2.

Уравнения передачи в Y-параметрах.

I

 

 

U

 

I

 

= Y U

+ Y U

2 .

 

1

 

= Y × 1

 

или

1

11 1

12

 

 

 

I 2

U 2

I 2 = Y 21U 1 + Y22

U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

I 1

 

 

Y 11

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

 

 

I

1

 

 

 

 

Y 12

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

Y 21

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

Y 22

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 =0

= Y 1K – входная проводимость при замкнутых выходных зажимах (2, 2’).

взаимная проводимость при замкнутых входных зажимах (1, 1’).

взаимная проводимость при замкнутых выходных зажимах (2, 2’).

= Y 2K – выходная проводимость при замкнутых входных зажимах (1, 1’).

3.

Уравнения передачи в A-параметрах.

U

1

 

U

2

 

или

 

 

= A ×

 

 

 

I1

 

 

I 2

 

 

 

U

1

= A U

2

+ A I

2 .

 

11

12

I1

 

= A21U 2 + A22 I 2

 

 

U 1

 

 

 

A11

=

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

I 2 =0

 

U

1

 

 

 

A12

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2 =0

 

 

 

I 1

 

 

 

A21

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

I 2 =0

 

 

 

I

1

 

 

 

A22

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

обратный коэффициент передачи по напряжению при X.X.

взаимное сопротивление при замкнутых выходных зажимах (2, 2’).

взаимная проводимость при разомкнутых выходных зажимах (2, 2’).

обратный коэффициент передачи по току при К.З.

4.

Уравнения передачи в B-параметрах.

U

2

 

U

1

 

U

2

= B11

U

1

+ B12

I1

.

 

 

 

= B ×

 

 

или

 

= B21

 

 

1 + B22 I1

 

 

I 2

 

I1

 

I 2

U

 

 

 

 

 

5.Уравнения передачи в H-параметрах.

 

1

 

= H ×

I

1

 

U

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

U

2

 

или U 1 = H 11 I1 + H12U 2 .I 2 = H 21 I1 + H22U 2

6.Уравнения передачи в F-параметрах.

 

I

1

 

= F ×

1

или

I

1

11

 

1

12

2 .

 

 

 

U

 

 

 

= F U

 

+ F I

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2 = F 21

 

 

1 + F22 I 2

U 2

I 2

U

 

Самостоятельно!!! Определить оставшиеся параметры и их физический смысл. Свойства и способы определения параметров четырёхполюсников.

Основные свойства параметров ЧП:

1.Параметры определяются только схемой ЧП и её элементов.

2.Между параметрами существует взаимная связь (см. Шебес, стр. 330)

3.Обратимый ЧП характеризуется не более чем тремя независимыми параметрами:

Z11 , Z12 = Z 21 , и Z 22 ; Y 11 , Y 12 = Y 21 и Y 22 ; H 11 , H 12 = -H 21 , и H 22 ;

F11 , F12 = -F 21 и F 22 ; A11 A22 - A12 A21 =1; B11 B22 - B12 B21 =1;

4.Обратимый симметричный ЧП имеет только два независимых параметра:

Z11 = Z 22 , Z12 = Z 21 , Y 11 = Y 22 , Y12 = Y 21 .

5. Параметры ЧП имеют определённый физический смысл. Способы определения параметров ЧП

1.Составление уравнений по законам Кирхгофа (либо по МКТ или по МУН) и представлением их решения в виде одной из форм уравнений передачи.

2.По значениям напряжений и токов в режимах Х.Х. и К.З.

3.Разбивкой сложного ЧП на более простые ЧП, параметры которых известны.

4.Эквивалентными преобразованиями.

 

I1

Z1 I2

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

Z2

U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

1

 

 

 

 

I

1 (Z1 + Z 2 )

 

 

U

2

 

 

 

I

2

Z

2

 

Z11

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= Z1 + Z 2 ;

Z 22

=

 

 

 

 

=

 

 

= Z 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

I 2 =0

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

I 2

I1 =0

 

 

I 2

 

 

 

U

 

 

 

 

 

I

 

Z

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

I

 

Z

 

 

Z12

=

 

 

1

 

 

=

 

 

2

 

2

 

= Z 2 ;

 

Z 21

=

 

 

2

 

 

=

 

1

 

2

= Z 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

I1 =0

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

I1

I 2 =0

 

 

I 1

 

 

Способы соединений четырёхполюсников.

1.Последовательное соединение ЧП

Последовательно соединяются входные и выходные зажимы.

 

I1

 

 

 

 

 

I2

 

 

 

U

 

 

Z

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

I2

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

 

 

 

 

 

 

I2

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

U’’

 

 

Z’’

 

 

U’’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

I2

 

Матрица токов одинакова. Напряжения складываются. Получаем: U = (Z¢ + Z¢¢)I

U

1

 

I

1

 

U =

 

 

, I =

 

.

U 2

 

I 2

 

U = U+ U′′ = Z×I + Z′′ ×I

Вывод: при последовательном соединении ЧП матрица сопротивлений эквивалентного ЧП равна сумме матриц сопротивлений соединенных ЧП.

Z¢11 + Z ²11

Z¢12

+ Z ²12

 

Z = Z¢ + Z¢¢ =

 

²

 

¢

 

²

.

¢

+ Z

Z

+ Z

 

Z 21

21

22

22

 

2.Параллельное соединение ЧП

Входные и выходные зажимы соединяются параллельно. При этом, целесообразно использовать матрицы проводимостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

+ Y

²

 

 

 

¢

 

+ Y

²

 

Y = Y¢ + Y¢¢ =

 

Y 11

11

 

Y

12

12

.

¢

 

²

 

 

 

¢

 

 

²

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Y

 

Y

 

+ Y

 

 

 

 

I

 

 

 

Y 21

21

 

22

22

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

I

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

2

 

 

2

 

 

 

U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I’’

 

 

 

 

 

 

I’’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y’’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица напряжений одинакова. Токи складываются. I = I+ I′′ = Y× U + Y′′× U Получаем: I = (Y¢ + Y¢¢)U .

Вывод: при параллельном соединении ЧП матрица проводимостей эквивалентного ЧП равна сумме матриц проводимостей соединенных ЧП.

3.Последовательно-параллельное соединение ЧП

Входные зажимы соединяются последовательно, а

выходные – параллельно. При этом

используются уравнения в H-параметрах.

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельно построить схему последовательно-параллельного соединения!

 

¢

+ H

²

¢

+ H

²

 

H = H¢ + H¢¢ =

H 11

11

H 12

12

.

¢

 

²

¢

 

²

 

+ H

+ H

 

H 21

21

H 22

22

 

4.Параллельно-последовательное соединения ЧП

Входные зажимы соединяются параллельно, а выходные – последовательно. При этом используются уравнения в F-параметрах.

Самостоятельно построить схему параллельно-последовательного соединения!

 

¢

+ F

²

¢

+ F

²

 

F = F¢ + F¢¢ =

F 11

11

F 12

12

.

¢

 

²

¢

 

²

 

+ F

+ F

 

F 21

21

F 22

22

 

5.Каскадное соединение ЧП

При каскадном соединении выходное напряжение первого ЧП равно входному напряжению второго U ¢2 = U ²1 . Необходимо согласовать направления токов – выходного первого ЧП и входного второго так, чтобы I ¢2 = I ²1 . Удобно использовать уравнения в A-параметрах.

 

I

 

 

 

 

I

 

 

 

I’’

 

 

 

 

 

 

I’’

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

U

 

 

A

 

 

U

 

 

U’’

 

 

 

A’’

 

 

 

 

U’’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

A = A′×A′′.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢

¢

 

 

 

²

²

 

 

 

 

A =

A 11

 

 

A 12

 

´

A 11

A 12

.

 

 

¢

¢

 

²

²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A 21

 

 

A 22

 

A 21

A 22

 

Указанные формулы нахождения матриц сложных ЧП справедливы лишь при выполнении условий регулярности их соединений. Соединение ЧП регулярно, если токи, протекающие через оба первичных и оба вторичных зажима каждого ЧП, равны по величине и обратны по направлению.

Параметры холостого хода и короткого замыкания. Входное сопротивление четырёхполюсника. Параметры ХХ и КЗ можно представить в виде:

Z1X = Z11 , Z 2X = Z 22 , Z1K

=

1

, Z 2K

=

1

.

 

 

 

 

Y 11

 

Y 22

Этих параметров достаточно для описания обратимого ЧП.

Z1K

=

Z

2K

. – условие обратимости ЧП.

Z1X

Z

2X

 

 

Для симметричного обратимого ЧП выполняется условие:

Z1K = Z 2K , Z1X = Z 2X .

Вывод: симметричный обратимый ЧП определяется 2 независимыми параметрами.

Параметры ХХ и КЗ могут быть выражены через любую систему коэффициентов, например через коэффициенты A:

Z1K

=

A12

, Z 2K

=

A12

, Z1X

=

A11

, Z 2X

=

A22

.

A22

A11

A21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A21

Входное сопротивление ЧП – сопротивление со стороны входных зажимов ЧП.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

=

 

U

1

=

A11U 2 + A12 I 2

 

Zвх

 

 

U1

Zн

 

 

Z вх1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 A21U 2 + A22 I 2

 

 

A11 Z н + A12

 

 

Поскольку Z н =

U 2

, то получаем: Z вх1

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

A21 Z н + A22

 

Входное сопротивление с другой стороны ЧП определяется в виде:

Z вх2

=

A22 Z г

+ A12

.

A21 Z г

 

 

 

+ A11

На практике удобна формула для входного сопротивления через параметры ХХ и КЗ:

 

 

 

 

 

A12

 

+ Z н

 

Z 2K + Z н

 

 

 

A11

 

A11

 

 

Z вх1

=

×

 

 

= Z1X

×

.

 

 

 

 

 

 

 

A21

A22

 

+ Z н

 

Z 2X + Z н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A21

 

 

 

 

 

 

Лекция 8

Согласованное включение и характеристические сопротивления ЧП.

Режим согласованного включения является наиболее благоприятным при передаче сигналов, поскольку при этом отсутствуют отражения электрической энергии на стыках «генераторчетырёхполюсник» и «четырёхполюсник-нагрузка» и искажение сигнала. Отсюда следует, что в режиме согласования должны выполнятся условия:

 

 

 

Z вх1 = Z г , Z вх2 = Z н .

 

 

Существует пара сопротивлений, для которых выполняются выше указанные условия. Эти

сопротивления называются характеристическими и обозначаются:

Z c1

сопротивление, определяемое со стороны входных зажимов.

Z c2

сопротивление, определяемое со стороны выходных зажимов.

 

 

Режимом согласованного включения ЧП называется такой режим работы, когда Z г = Z c1 и

Z н

= Z c2 . Отсюда следует: Z вх1 = Z г = Z c1 и Z вх2

= Z н = Z c2 .

Характеристические сопротивления через A-параметры определяются в виде:

 

 

Z c1 =

A11 Z c2 + A12

, Z c2 =

A22 Z c1 + A12

.

 

 

A21 Z c2 + A22

 

 

 

 

 

A21 Z c2 + A11

После алгебраических преобразований получаем:

Z c1 =

A11

A12

, Z c2 =

A22 A12

.

A21

 

 

 

A22

A21 A11

Характеристические сопротивления через параметры ХХ и КЗ определяются в виде:

Z c1 = Z1X Z1K , Z c2 = Z 2X Z 2K .

Для обратимого симметричного ЧП выполняется равенство:

Z c1 = Z c2 = Z c .

Характеристическая мера передачи четырёхполюсника.

При согласованном включении потери энергии будут только в ЧП. Чтобы учесть эти потери вводят характеристическую меру передачи, определяемую как:

 

 

 

 

Gс

=

1

ln

U 1 I1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2 I 2

 

 

 

 

 

 

Поскольку U 1 = I1 Z c1 и U 2 = I 2 Z c2 , то:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

Gс

= ln

 

 

1

 

 

 

c1

 

 

= ln

 

 

 

 

 

 

1

 

 

c2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

Z c2

 

 

U

2

 

Z c1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для симметричного обратимого ЧП:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gс = ln

I 1

= ln

 

U

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристическая мера передачи через A-параметры:

Gc = ln ( A11 A22 + A12 A21 ) .

Часто характеристическую меру передачи определяют с помощью гиперболических функций.

Т.к. eΓс = shGс + сhGс , то chGс = A11 A22 , shGс = A12 A21 .

Характеристическая мера передачи через параметры ХХ и КЗ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

thGс

=

 

 

 

 

 

shGс

=

 

 

 

 

 

 

A12

×

A21

 

 

 

=

 

Z1K

 

 

 

 

 

=

 

Z 2K

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chGс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A22

 

 

 

A11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z1X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Более удобная формула для практики:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

Z1K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

Z 2K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Z1X

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gс =

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

Z1K

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

Z 2K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

1X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

2X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физический смысл характеристической меры передачи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gс =

 

1 U

 

 

I

1

 

=

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 1

 

 

 

eu1

 

×

 

I

1

 

 

 

ei1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 U 2 I 2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

e

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

e

i2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После алгебраических преобразований:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

=

1

ln

 

 

U 1 I1

 

 

 

+ j

1

((j

 

 

 

 

 

 

- j

 

 

) + (j

 

 

- j

 

 

)) = A + jB , где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

u1

u2

 

 

i 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

U 2 I 2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

 

 

 

U

1 I1

 

 

= ln

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aс

 

ln

 

 

 

 

 

 

1

характеристическое ослабление. Единица измерения: непер (Нп).

2

 

U 2 I 2

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На практике характеристическое ослабление принято вычислять в децибелах (дБ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 10 lg

 

U

 

1 I 1

 

 

 

 

= 10 lg

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для обратимого симметричного ЧП: Aс

= ln

 

 

 

 

U 1

 

 

 

= ln

 

I1

 

 

 

[Нп],

 

 

Aс = 20 lg

 

 

 

 

U 1

 

 

 

 

= 20 lg

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

[дБ].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь между Нп и дБ: 1 Нп = 8, 686 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B =

1

((j

 

- j

 

) + (j

 

- j ))

 

 

– характеристическая фаза. Единица измерения: рад (град).

 

u1

u 2

 

 

 

c

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

i1

 

i2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: к характеристическим параметрам ЧП относятся:

1.Характеристические сопротивления Z c1 , Z c2 .

2.Характеристическая мера передачи Gc .

3.Характеристическое ослабление Ac .

4.Характеристическая фаза Bc .

Расчёт каскадного согласованного соединения четырёхполюсников.

Zс1 I1

 

I2

 

I3

 

I4

Eг

 

 

 

Γс1

 

 

 

 

 

Γс2

 

 

 

 

 

Γс3

 

 

 

 

 

Zс4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zс1

Zс2

 

 

 

 

Zс2

Zс3

 

 

 

 

 

Zс3

Zс4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zвх1=Zс1

 

Zвх2=Zс2

 

Zвх3=Zс3

 

Zвых3=Zс4

Согласование четырёхполюсников состоит в том, что характеристические сопротивления со стороны их соединения выбраны равными друг другу, а внутреннее сопротивление генератора и сопротивление нагрузки – равными характеристическим сопротивлениям крайних четырёхполюсников.

Характеристическая мера передачи определяется:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

 

Z

c1

 

I

1

 

I

2

 

I

3

 

 

Z

c1

 

 

 

Z

c2

 

 

 

Z

c3

 

Gс

= ln

 

 

 

 

 

= ln

 

×

 

×

 

×

 

 

×

 

 

×

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 4

 

Z c4

 

 

 

I 2

 

I 3

 

I 4

 

 

Z c2

 

 

 

Z c3

 

 

 

Z c4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После несложных преобразований получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

1

 

Z

c1

 

I

2

 

Z

c2

 

I

3

 

Z

c3

 

 

 

Gс

= ln

 

 

 

 

 

+ ln

 

 

 

 

 

+ ln

 

 

 

 

 

= Gс1 + Gс2

+ Gс3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

Z c2

 

 

 

I 3

 

Z c3

 

 

 

I 4

 

Z c4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: характеристическая мера передачи результирующего ЧП равна сумме характеристических мер передачи соединяемых ЧП.

Рабочая мера передачи и передаточная функция четырёхполюсника.

Обеспечить идеальное согласование ЧП с генератором и нагрузкой в широкой полосе частот возможно в случае, когда внутреннее сопротивление генератора, сопротивление нагрузки и характеристические сопротивления являются резистивными. Добиться равенства комплексных сопротивлений на всем частотном диапазоне не удается. Вследствие этого возникают

дополнительные потери энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим работу ЧП в реальных условиях:

 

 

 

 

 

 

 

Zг

 

 

 

 

 

Z г

¹ Z c1 ,

Z н

¹ Z c2 , то есть Z вх1 ¹ Z г , Z вх2 ¹ Z н .

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uг

 

Eг

 

 

 

 

ЧП

 

 

 

 

 

U2

 

Zн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1’

 

Zс1

Zс2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zвх1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность, выделяемая в нагрузке:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 2

= U 2 I 2

=

 

U

22

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z н

 

Максимальная мощность

S m

выделяется на сопротивлении, равном внутреннему

сопротивлению генератора по следующей схеме: