Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1

2 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 2 Linie transmisyjne - teoria prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Politechnika Warszawska Instytut Systemów Elektronicznych ul. Nowowiejska 15/19, Warszawa tel: (48-22) fax: (48-22)

3 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 3 Obwód zastępczy odcinka Δz linii transmisyjnej i(z +Δz,t)

4 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 4 Prawo Kirchhoffa dla napięć: Prawo Kirchhoffa dla prądów: Po podzieleniu przez Δz i założeniu, że Δz 0 : Równania telegrafistów

5 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 5 W stanie ustalonym, dla sinusoidalnych u(z,t) oraz i(z,t) : U(z.t) = U(z) e jωt oraz I(z,t) = I(z) e jωt

6 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 6 Rozchodzenie się fal napięciowych i fal prądowych w linii transmisyjnej γ - stała propagacji α – stała tłumienia β – stała fazowa Równania falowe dla U(z) i I(z) w linii

7 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 7 Rozwiązanie: U 0 +, I 0 +, U 0 -, i I zespolone amplitudy fal napięciowych i fal prądowych dla z = 0 Impedancja charakterystyczna

8 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 8 Impedancja charakterystyczna: Rzeczywiste napięcie wzdłuż linii transmisyjnej: u(z,t) = Re {U(z,t)}

9 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 9 Długość fali w linii transmisyjnej: Prędkość fazowa fali w linii transmisyjnej (prędkośc poruszania się punktu fali o stały kącie fazowym):

10 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 10 Bezstratna linia transmisyjna R = 0 G = 0 Stała propagacji – czysto urojona ! – brak tłumienia Impedancja charakterystyczna – czysto rzeczywista !

11 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 11 Rozwiązanie falowe dla linii bezstratnej: Długość fali: Prędkość fazowa:

12 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 12 Parametry obwodowe linii transmisyjnej Dwuprzewodowa linia z falą TEM

13 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 13 Napięcie między przewodami linii: (fala napięciowa poruszająca się w kierunku +z wzdłuż linii) Prąd płynący w przewodach linii: (fala prądowa poruszająca się w kierunku +z wzdłuż linii)

14 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 14 Średnia w czasie energia magnetyczna magazynowana w odcinku linii o jednostkowej długości: Średnia w czasie energia magnetyczna magazynowana w indukcyjności L linii o jednostkowej długości: Indukcyjność własna na jednostkę długości linii: Teoria pola: Teoria obwodów:

15 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 15 Średnia w czasie energia elektryczna magazynowana w odcinku linii o jednostkowej długości: Średnia w czasie energia elektryczna magazynowana w pojemności linii o jednostkowej długości: Pojemność własna na jednostkę długości linii: Teoria pola: Teoria obwodów:

16 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 16 Moc strat wydzielająca się w odcinku linii o jednostkowej długości (skończona rezystancja przewodów linii) R s – rezystancja powierzchniowa = σ – przewodność metalu, δ – głębokość wnikania, C 1, C 2 – kontury metalowych przewodów w przekroju poprzecznym linii Teoria obwodów: Szeregowa rezystancja strat linii o jednostkowej długości: Teoria pola

17 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 17 Moc strat w linii o długości jednostkowej związana ze stratami w dielektryku wypełniającym linię: ε = ε - j ε = ε (1 – j tg δ) Teoria pola: Teoria obwodów: Przewodność strat linii o jednostkowej długości:

18 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 18 Parametry obwodowe linii współosiowej: Fala TEM: L: C: R: G: Współrzędne walcowe (rho,phi,z)

19 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 19 Linia transmisyjna obciążona Obciążenie Koniec linii l = 0 z = - l

20 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 20 Całkowite napięcie w linii (suma napięciowej fali padające i napięciowej fali odbitej: Całkowity prąd w linii (suma prądowej fali padającej i prądowej fali odbitej: Na końcu linii obowiązuje związek: skąd: Zespolona amplituda fali padającej Zespolona amplituda fali odbitej:

21 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 21 Napięciowy współczynnik odbicia: Prądowy współczynnik odbicia: I - o /I + o = - Γ L Całkowite napięcie i całkowity prąd w linii obciążonej: Moc przesyłana w linii:

22 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 22 Gdy Z L = Z o - linia dopasowana, Γ L = 0 i P - = 0 Moc fali padającej: Moc fali odbitej: = P + = P -- Straty odbicia (return loss): = 10 log Przy dopasowaniu Γ L = 0 (nie ma fali odbitej) RL =. Gdy IΓ L I = 1, RL = 0 dB (cała fala padająca odbija się od obciążenia). Moc odbita P -- P+P+

23 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 23 Impedancja widziana w linii w kierunku do obciążenia: lub

24 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 24 Admitancja widziana w linii: W linii wszystko powtarza się co długość równą pół fali!

25 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 25 Unormowana reaktancja wejściowa X we linii transmisyjnej a) zwartej na końcu b) rozwartej na końcu Z we = j Z 0 tg βl Z we = - j Z 0 ctg βl Zwarta Rozwarta Koniec linii l = 0

26 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 26 Gdy l = λ/2 : Gdy l = λ/4 : Transformator ćwierćfalowy Gdy Z L = Z 0, niezależnie od długości:

27 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 27 Fale stojące w linii transmisyjnej Gdy Z L = Z 0 (dopasowanie): obwiednia amplitudy napięcia w.cz. w linii jest linią prostą. Gdy linia nie jest dopasowana: lub:

28 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 28 1 ) Z L = Z 0, linia dopasowana 2 ) Z L = Z 0 /2 3 ) Z L = 0, linia zwarta na końcu Koniec linii

29 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 29 Max napięcia w linii: w punktach, gdzie: = 1 Min napięcia w linii: w punktach, gdzie: Współczynnik fali stojącej, WFS: Dla (dopasowanie), WFS = 1 Dla Z L = 0 (zwarcie) i dla Z L = (rozwarcie), WFS =.

30 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 30 Odległość między dwoma sąsiednimi minimami (maksimami) napięcia: pół fali ! Współczynnik odbicia w linii, w odległości l od końca (linii): Wartość Γ(l) powtarza się co l = λ g /2, co pól fali !

31 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 31 WYKRES SMITHA:

32 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 32 Unormowana względem Z 0 impedancja wejściowa linii: gdzie: Współczynnik odbicia Współczynnik odbicia obciążenia l = 0

33 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 33 Część rzeczywista unormowanej impedancji z we Część urojona unormowanej impedancji z we: Równania okręgów ! x - const r - const

34 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 34 Okręgi r = const Okręgi x = const

35 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 35 Linia główna Strojnik równoległy zwarty na końcu Koniec linii Obwód dopasowujący ze stronikiem równoległym rozwartym na końcu

36 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 36 Graficzna ilustracja dopasowania y L za pomocą obwodu z równoległym strojnikiem zwartym na końcu Dwa rozwiązania !

37 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 37 Graficzna procedura wyznaczenia długości strojników reaktancyjnych równoległych – dwa rozwiązania !

38 WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 38 Obwód dopasowujący ze stronikiem szeregowym rozwartym Strojniki szeregowy rozwarty na końcu Linia główna Koniec linii Rozwarcie


Pobierz ppt "WYKŁAD TWCZ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google