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.