Электрические фильтры. Классификация. Условия пропускания и задерживания цепочечных схем. Полиномиальные фильтры LC. Виды аппроксимации, применяемые при синтезе фильтров. Электрическая линия, как четырехполюсник. Затухание передачи полного и неполных четырехполюсников, страница 5

1. Особенности условий работы и характеристики электрических цепей автоматики и связи. Электрическая цепь как модель.

Электрическая цепь (ЭЦ) – совокупность взаимосвязанных устройств для передачи, распределения, преобоазования электрической и других видов энергии и информации при условии, что происходящие в устройствах процессы можно описать, оперируя понятиями ЭДС, тока и напряжения. Любую ЭЦ характеризуют связями между ее I, U и праметрами, определяемыми законами Ома и Кирхгофа.

ЭЦ, являющаяся элементом энергетических установок, включающих и блоки питание систем АТС, как правило, в установившемся режиме работает при определенном U постоянного или пременного I с заданной частотой (обычно 50 Гц).

Спектр и форма:

ЭЦ систем телемеханики и связи, образующие тракты передачи сигналов, нахлдятся под непрерывно изменяющимся неизвестным напряжением сигналов.

Примеры зависимости от времени U в цепи телефонной связи  и U телемеханического сигнала:

Не зная напряжения и тока в цепи, можно говорить только об их отношении для каждой частной составляющей сигнала U(W)/I(W)=Z(w) или I(W)/U(W)=Y(W), т.е. о характеристиках цепи Z(W), Y(W) и др.

Каждая цепь в зависимости от ее конкретного назначения должна характеризоваться зависимостями своих параметров от частоты.

Любая ЭЦ состоит из элементов (резисторы, трансформаторы и т.п.). В задачу ТЛЭЦ входит изучение совместного действия всех образующих цепь элементов общими методами независимо от особенностей физических процессов, определяющих их работу.

Элементы, поставляющие энергию в цепь – АКТИВНЫЕ

Накапливающие и расходующие энергию – ПАССИВНЫЕ

С каким-либо одним из этих свойств – ИДЕАЛЬНЫМИ

Свойства пассивных эл-ов цепи расходовать или накапливать электромагнитную энергию (характеризуется: r, C, L). Идеальные пассивные эл-ты имеют один параметр – r, L или C. Если указанные параметры не зависят от значений напряжения и тока – то цепь ЛИНЕЙНАЯ.

Нежелательные параметры, которые не удалось исключить при конструировании – ПАРАЗИТНЫЕ.

Эквивалентная схема цепи – модель реального объекта. Составляется с использованием разных наборов базовых элементов.

В последствии ЭЦ – схема, отображающая определенный класс объектов со сходными свойствами.

10. Схема замещения четырехполюсника Т, ее матрицы параметров Z  и АВСD.

I2, U2 – заданы; U1, I1, Z1, Z2, Z3 - ?

Режим ХОЛОСТОГО ХОДА:

Режим КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ:

AD-BC=1     Если Z1=Z3, то симметричный четырехполюсник.

19. ФВЧ типа К, его электрические характеристики.  Определение элементов схемы по заданным параметрам передачи.

Не пропускают постоянный ток.

1)

У ФВЧ характеристическое сопротивление не зависит от частоты. ФВЧ пропускает ток выше частоты fс. ФВЧ типа К согласуется с активной нагрузкой только в глубине полосы пропускания.

Условия пропускания сигналов:

 нужно установить какая АЧХ и ВЧХ у данного фильтра.

(X1(Wc))=2R

 тогда

Остальные характеристики ФВЧ можно получить из характеристик ФНЧ, путем замены Ω на 1/ Ω.

28. Корректоры группового времени прохождения сигналов (фазовые корректоры). Порядок синтеза схемы корректора с заданными свойствами.

Данные устройства предназначены для устранения фазовых искажений при прохождении сигнала через различные устройства (транзисторы, усилители и т.п.).

Принцип действия заключается в необходимости получения такой зависимости фазового сдвига от частоты, при котором групповое время прохождения становится независимым от частоты.

Если в качестве устройства линия связи, то:

     в(W) – фазочастотная характеристика

Если устройство – не линия связи, то

Суммарная фазовая характеристика прямая линия, k – определяет максимальный фазовый сдвиг максимального времени прохождения. во – начальный фазовый сдвиг цепи (фазовый сдвиг на постоянном токе).

Наличие нелинейного участка способствует тому, что групповое время прохождения зависит от частоты.

Снижение передаточной полосы частот ухудшает характеристики фильтра.

После фильтра можно установить фазовый корректор. Расчет фазового корректора сводится к аппроксимизации характеристики вк .

В качестве схем замещения корректора в основном используются четырехполюсники со схемами замещения «перекрытые Т» или «мостовые».

Перекрытая Т:

Мостовая:

Эквивалентная схема:

Мостовое характеристическое сопротивление:

  Если Zм1 и Zм2 – взаимно обратные реактивные сопротивления, то: Zм=f(a)

Фазовая характеристика: 

Где X1 – реактивное сопротивление одного из элементов.

R – характеристическое сопротивление корректора.

Характеристика фазового сдвига корректора определяется характеристикой одного элемента.