Основы теории четырёхполюсников

Август 5, 2022

Главная
Разное
Основы теории четырёхполюсников

Содержание

2. Лекция №10 Тема: Основы теории четырёхполюсников
3. Учебные вопросы 1. Основные определения и классификация четырехполюсников. 2. Шесть форм записи уравнений четырехполюсника. 3. Уравнения
4. Литература 1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".-М.: Высшая школа, 2007. с.
5. Во многих случаях для анализа и синтеза электрических цепей важно знать токи только в некоторых ветвях
6. Канал связи как ряд четырёхполюсников В тракт передачи обычно входят: - линии связи (ЛС) генератора и
7. К четырёхполюсникам можно отнести различные по назначению технические устройства: двухпроводную линию; двухобмоточный трансформатор; фильтры частот; усилители
8. Теория четырехполюсников позволяет: 1) единым методом анализировать различные по структуре и назначению электрические цепи, которые могут
9. Основной смысл теории четырёхполюсников заключаются в том, что с помощью некоторых обобщенных параметров, называемых коэффициентами четырехполюсника,
10. Условное изображение четырёхполюсника Задача анализа четырехполюсника состоим в том, что две из четырех величин, определяющих режим
11. Классификация четырехполюсников
12. Классификация четырехполюсников Симметричный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, у которого при перемене местами источника и приемника энергии
13. Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника 1.Если за положительные направления токов выбрать I1 и I2, то такой
14. Линейный четырёхполюсник описывается четырьмя параметрами — два напряжения и два тока. Любые две величины из четырёх
15. Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника. Конкретная система выбирается из соображений удобства. Выбор зависит от того, какой
16. ДЛЯ ЗАПИСИ УРАВНЕНИЙ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ПРИНЦИП НАЛОЖЕНИЯ Принцип наложения: токи всех ветвей линейной цепи
17. Определение частичных токов
18. УРАВНЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ
19. Физический смысл Y-параметров – комплексная входная проводимость со стороны зажимов 1-1' в режиме короткого замыкания на
20. Физический смысл Y-параметров – комплексная передаточная проводимость обратной передачи от зажимов 2-2' к зажимам 1-1' в
21. Физический смысл Y-параметров – комплексная передаточная проводимость прямой передачи от зажимов 1-1' к зажимам 2-2' в
22. – комплексная входная проводимость со стороны зажимов 2-2' в режиме короткого замыкания на зажимах 1-1'. Физический
23. Свойства Y-параметров: у обратимых четырехполюсников Y12 = Y21, т.е. только три коэффициента в основных уравнениях линейных
24. Входное сопротивление четырёхполюсника Прямая передача
25. Выходное сопротивление четырёхполюсника Обратная передача
26. Каскадное соединение чётырёхполюсников – соединение, при котором входные выводы одного четырёхполюсника соединяются с выходными выводами другого
27. Условия согласованного включения: 1. Входное сопротивление Z1вх на зажимах первого звена равно сопротивлению генератора Zг, т.е.
28. Характеристические сопротивления четырёхполюсника Сопротивление, включенное во входной цепи четырехполюсника Zc1 = Zг = Zвх, и сопротивление,
29. Характеристические сопротивления четырёхполюсника
30. Мера передачи четырёхполюсника Мера передачи четырёхполюсника характеризует отношение мощности на входе четырёхполюсника к мощности на его
31. Коэффициент ослабления четырёхполюсника Вещественная часть меры передачи – коэффициент ослабления (затухание) – показывает в логарифмическом масштабе
32. Коэффициент ослабления четырёхполюсника Затухание в 1Нп соответствует уменьшению модуля величины в е = 2,72 раза. На
33. Коэффициент фазы четырёхполюсника Мнимая часть меры передачи – коэффициент фазы - показывает насколько изменяется фаза напряжения
35. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция №10
Тема: Основы теории четырёхполюсников

Слайд 3

Учебные вопросы
1. Основные определения и классификация четырехполюсников.
2. Шесть форм записи уравнений

четырехполюсника.
3. Уравнения четырехполюсника через Y-параметры.
4. Уравнения четырехполюсника через А-параметры.
5. Характеристические параметры четырехполюсника.
6. Каскадное соединение согласованных четырехполюсников.

Слайд 4

Литература
1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".-М.:

Высшая школа, 2007. с. 399-414, 419-431
2. Баскаков С.И. Лекции по теории цепей: Учебное пособие.- М.:Едиториал УРСС, 2002. с.29-31, с.68-80, 80-83

Слайд 5

Во многих случаях для анализа и синтеза электрических цепей важно знать

токи только в некоторых ветвях и напряжения только между некоторыми узлами.

В этом случае расчёт цепи упрощается, если цепь разделить на отдельные части, каждая из которых соединена с остальными двумя, тремя, четырьмя или большим числом выводов – полюсов.

Четырехполюсником называется часть электрической цепи, имеющая две пары зажимов, одна из которых может быть входной, а другая выходной. К входным зажимам четырехполюсников обычно присоединяют источники энергии (сигнала), а к выходам – приемники энергии (сигнала).

Слайд 6

Канал связи как ряд четырёхполюсников
В тракт передачи обычно входят:
- линии связи

(ЛС) генератора и приемника, находящихся на значительных расстояниях один от другого;
- усилители (У), в которых увеличивается мощность (уровень сигналов);
- фильтры (Ф) для разделения сигналов;
- корректирующие контуры (КК), включаемые для устранения искажений сигналов;
- трансформаторы (Т), при помощи которых устраняется гальваническая связь между входной и выходной цепями.

Слайд 7

К четырёхполюсникам можно отнести различные по назначению технические устройства:
двухпроводную линию;

двухобмоточный трансформатор;
фильтры частот;
усилители сигналов;
5) участки линий передачи электрической энергии;
6) транзисторы и многие другие устройства.

Слайд 8

Теория четырехполюсников позволяет:
1) единым методом анализировать различные по структуре и

назначению электрические цепи, которые могут быть отнесены к классу четырехполюсников;

2) получить аналитическую зависимость между током и напряжением на входе и током и напряжением на выходе четырехполюсника, не производя расчетов токов и напряжений внутри его схемы.

Слайд 9

Основной смысл теории четырёхполюсников
заключаются в том, что с помощью некоторых

обобщенных параметров, называемых коэффициентами четырехполюсника, и основных уравнений четырехполюсника можно находить токи
и напряжения на входе и выходе четырехполюсника.

когда ставится задача определения напряжений и токов только на входе и на выходе четырехполюсника, а в определении токов и напряжений на различных элементах цепи внутри четырехполюсника нет необходимости.

Теория четырехполюсников применяется в тех случаях,

Слайд 10

Условное изображение четырёхполюсника
Задача анализа четырехполюсника состоим в том, что две из

четырех величин, определяющих режим четырехполюсника, известны: они задаются воздействием. Требуется найти две остальные величины, т.е. отклик

Слайд 11

Классификация четырехполюсников

Слайд 12

Классификация четырехполюсников
Симметричный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, у которого при перемене местами

источника и приемника энергии входной и выходной токи не меняются.
Пассивный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, который не содержит источников энергии, либо содержит скомпенсированные источники энергии.
Активный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, который содержит нескомпенсированные источники энергии.
Обратимый четырёхполюсник — это четырёхполюсник, у которого выполняется теорема обратимости, то есть передаточное сопротивление входных и выходных контуров не зависят от того, какая пара зажимов входная, а какая выходная: U1/I2=U2/I1

Слайд 13

Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника

1.Если за положительные направления токов выбрать

I1 и I2, то такой вариант называется прямой передачей (см. уравнения А-формы).

2. Если за положительные направления токов выбрать I1' и I2', то такой вариант называется обратной передачей (см. уравнения В-формы )

3. Если за положительные направления токов выбрать I1 и I2', то такой вариант называется встречным направлением (см. уравнения Y-, Z-, H- и G-форм).

Слайд 14

Линейный четырёхполюсник описывается четырьмя параметрами — два напряжения и два тока.

Любые две величины из четырёх можно определить через оставшиеся две. Поскольку число сочетаний 2 из 4 равно 6, используется одна из шести форм записи уравнений четырёхполюсника

Слайд 15

Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника. Конкретная система выбирается из соображений удобства. Выбор

зависит от того, какой параметр (напряжение или ток) является входным и какой — выходным сигналом для данного четырёхполюсника

Слайд 16

ДЛЯ ЗАПИСИ УРАВНЕНИЙ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ПРИНЦИП НАЛОЖЕНИЯ

Принцип наложения:

токи всех ветвей линейной цепи при воздействии нескольких ЭДС определяются как сумма частичных токов, получаемых последовательным подключением каждой из этих ЭДС при условии, что все остальные ЭДС равны нулю.

I1 = I11 + I12

I2 = I21 + I22

Слайд 17

Определение частичных токов

Слайд 18

УРАВНЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ

Слайд 19

Физический смысл Y-параметров
– комплексная входная проводимость со стороны зажимов 1-1'

в режиме короткого замыкания на зажимах 2-2';

Слайд 20

Физический смысл Y-параметров
– комплексная передаточная проводимость обратной передачи от зажимов

2-2' к зажимам 1-1' в режиме короткого замыкания на зажимах 1-1';

Слайд 21

Физический смысл Y-параметров
– комплексная передаточная проводимость прямой передачи от зажимов

1-1' к зажимам 2-2' в режиме короткого замыкания на зажимах 2-2';

Слайд 22

– комплексная входная проводимость со стороны зажимов 2-2' в режиме

короткого замыкания на зажимах 1-1'.

Физический смысл Y-параметров

Слайд 23

Свойства Y-параметров:
у обратимых четырехполюсников
Y12 = Y21, т.е. только три коэффициента

в основных уравнениях линейных пассивных четырехполюсников являются независимыми;

2) у симметричных четырехполюсников
Y12 = Y21 и Y11 = Y22 ; в этом случае число независимых коэффициентов равно двум.

Слайд 24

Входное сопротивление четырёхполюсника
Прямая передача

Слайд 25

Выходное сопротивление четырёхполюсника
Обратная передача

Слайд 26

Каскадное соединение чётырёхполюсников – соединение, при котором входные выводы одного четырёхполюсника

соединяются с выходными выводами другого

Часто каскадно-соединенные элементы находятся в режиме согласованного включения, при котором выходное сопротивление каждого звена равно входному сопротивлению последующего. Согласованное включение обеспечивает передачу максимальной мощности в нагрузку.

Слайд 27

Условия согласованного включения:
1. Входное сопротивление Z1вх на зажимах первого звена равно

сопротивлению генератора Zг, т.е. Z1вх = Zг;
2. Для любых соседних звеньев входное сопротивление Zк вх последующего, k-го, звена равно выходному сопротивлению Z(k-1)вых предыдущего, (к-1)-го, звена, т.е. Z(k-1)вых = Zк вх;
3. Выходное сопротивление Zn вых последнего, n-го, звена равно сопротивлению Zн нагрузки, т.е. Zn вых = Zн.

Слайд 28

Характеристические сопротивления четырёхполюсника
Сопротивление, включенное во входной цепи четырехполюсника Zc1 = Zг

= Zвх, и сопротивление, включенное в его выходной цепи Zc2 = Zн = Zвых, обеспечивающие режим согласованного включения на обеих парах его зажимов, называются соответственно входным и выходным характеристическими сопротивлениями четырехполюсника.

Слайд 29

Характеристические сопротивления четырёхполюсника

Слайд 30

Мера передачи четырёхполюсника
Мера передачи четырёхполюсника характеризует отношение мощности на входе

четырёхполюсника к мощности на его выходе в логарифмическом масштабе

Слайд 31

Коэффициент ослабления четырёхполюсника
Вещественная часть меры передачи – коэффициент ослабления (затухание)

– показывает в логарифмическом масштабе во сколько раз уменьшается действующее значение напряжения и тока при переходе от входных к выходным зажимам четырёхполюсника при согласованной нагрузке

[Hп] или [Непер] – основная единица измерения коэффициента ослабления

Слайд 32

Коэффициент ослабления четырёхполюсника
Затухание в 1Нп соответствует уменьшению модуля величины

в е = 2,72 раза. На практике для измерения затухания сигналов применяется другая, более удобная для практики единица, а именно: 1 децибелл [дБ], которая определяется согласно уравнению:

Соотношение между единицами затухания: 1Нп = 8,086 дБ ;
1дБ = 0,115Нп.

Слайд 33

Коэффициент фазы четырёхполюсника
Мнимая часть меры передачи
– коэффициент фазы - показывает

насколько изменяется фаза напряжения и тока при переходе через согласованно напряжённый четырёхполюсник

β измеряется в радианах (рад)

Основы теории четырёхполюсников

Содержание

Лекция №10 Тема: Основы теории четырёхполюсников

Учебные вопросы1. Основные определения и классификация четырехполюсников.2. Шесть форм записи уравнений

Литература1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника".-М.:

Во многих случаях для анализа и синтеза электрических цепей важно знать

Канал связи как ряд четырёхполюсниковВ тракт передачи обычно входят:- линии связи

К четырёхполюсникам можно отнести различные по назначению технические устройства: двухпроводную линию;

Теория четырехполюсников позволяет: 1) единым методом анализировать различные по структуре и

Основной смысл теории четырёхполюсников заключаются в том, что с помощью некоторых

Условное изображение четырёхполюсникаЗадача анализа четырехполюсника состоим в том, что две из

Классификация четырехполюсников

Классификация четырехполюсниковСимметричный четырёхполюсник — это четырёхполюсник, у которого при перемене местами

Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника 1.Если за положительные направления токов выбрать

Линейный четырёхполюсник описывается четырьмя параметрами — два напряжения и два тока.

Шесть форм записи уравнений четырёхполюсника. Конкретная система выбирается из соображений удобства. Выбор

ДЛЯ ЗАПИСИ УРАВНЕНИЙ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ПРИНЦИП НАЛОЖЕНИЯ Принцип наложения:

Определение частичных токов

УРАВНЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА ЧЕРЕЗ Y-ПАРАМЕТРЫ

Физический смысл Y-параметров– комплексная входная проводимость со стороны зажимов 1-1'

Физический смысл Y-параметров– комплексная передаточная проводимость обратной передачи от зажимов

Физический смысл Y-параметров– комплексная передаточная проводимость прямой передачи от зажимов