Ответы на экзаменационные вопросы № 1-42 по дисциплине "Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи" (Электрическая цепь как модель. Импульсные характеристики и передаточные функции трансверсального и рекурсивного фильтров), страница 2

Значения переменного p, соответствующего корням многочлена Р(р), наз-ют нулями функции Z(p), а соотв. корням  Q(p) – полюсами функции Z(p). Нули и полюсы ф-ции вх. сопр-я должны иметь отриц. вещественную часть. Собственные колебания цепи должны быть затухающими. Это условия физической реализуемости Z(p) в виде пассивной цепи.

Если удовлетвор-ая усл-ям физ. реализуемости и достаточно сложная Z(p) задана выр-ем, то по ней нельзя сразу составить схему 2хполюсника с соответствующим сопротивлением.

1. Ф-цию Z(p) надо представить в виде более суммы более простых слагаемых (схема 2хполюсника получается последовательным соединением простых ветвей);

2. заданную рациональную дробь можно представить в виде цепной дроби (схема – в виде цепочки, содержащей чередующиеся последовательные и параллельные ветви);

3. Функцию Y(p) можно разложить на простые слагаемые (схема 2хполюсника получается парал-ным соединением простых ветвей);

4. Функцию Y(p) можно разложить в цепную дробь.

Т.о. по заданной ф-ции Z(p) можно построить 4 схемы 2хполюсников с одинаковой зав-тью сопр-я от частоты. Такие 2хполюсники наз-ся эквивалентными.

Пусть ф-ция сопр-я некоторого

2хполюсника

Можно построить 2хполюсник с сопр-ем.

Произведение сопр-й этих 2хполюсников не зав. от частоты . Такие два 2хполюсника с сопр-ями Z1(p) и  Z2(p) наз-ют взаимообратными. Они имеют взаимообратные св-ва: если  Z1(p)→0, то  Z2(p)→∞, и наоборот.

5. Трехэлементные реактивные 2хполюсники (схемы, частотные зав-ти Z(ω), определение резонансных частот, понятия и примеры взаимно обратных и эквивалентных 2хполюсников). Общие свойства реактивных 2хполюсников. 

Из 3х реактивных эл-тов можно составить 4 схемы 2хполюсников:

1 и 2 пропускают постоянный ток, принятый за ток с нулевой частотой, и оказывают токам с высокими частотами высокое сопр-е. 3 и 4 постоянный ток не пропускают и имеют малое сопр-е на высоких частотах. Рассм. порядок построения графика зав-ти сопр-я от частоты на примере 2хполюсника 1. При нулевой частоте сопр-е 2хполюсника равно 0. На резонансной угловой частоте парал-ного соед-я сопр-е 2хполюсника →∞ и скачком меняет знак. Индуктивная проводимость становится меньше емкостной – резонанс токов. На некоторой частоте ω2 наступает равенство сопр-я контура L1C1 индуктивному сопр-ю ω2L2резонанс напряжений

2хполюсники 1 и 2 обратны 2хполюсникам 3 и 4.

Для 2хполюсника 1:

Для 2хполюсника 2:

Для 2хполюсника 3:

Для 2хполюсника 4:

При соответствующем подборе элементов 2хполюсники 1 и 2 эквивалентны друг другу и обратны 2хполюсникам 3 и 4.

Общие св-ва реактивных 2хполюсников:

1. число резонансов реакт. 2хпол. на конечных частотах на 1 меньше числа элементов в нем; 2. для реакт. 2хпол. существует взаимно-обратный и эквивалентный 2хпол.; 3. зав-ть сопр-я любого 2хпол. от частоты можно представить выр-ем:  

m – число частот резонансов напряжений; n – токов.

4. 2 реакт. сопр-я, принимающих значения 0 и ∞ на одних и тех же частотах, могут различаться только постоянным множителем k.

6. Четырехэлементные реактивные 2хполюсники. Примеры использования реактивных 2хполюсников в устройствах АТ и связи.

Вариантов схем 4хэлементных 2хполюсников может быть 8.

2хполюсник, не пропускающий постоянный ток содержит 2 резонанса напряжений и 1 резонанс токов на конечных угловых частотах. Т.о. общее выр-е сопр-я имеет вид:

Для схемы 1 проводимость 2хполюсника:

Для 2хполюсника 2:

Для 2хполюсника 3:

Для 2хполюсника 4:

Общее выр-е для сопр-я 2хполюсников, пропускающих пост. ток:

Для схемы 2хполюсника 5:

Для 2хполюсника 6:

Для 2хполюсника 7:

Для 2хполюсника 8:

7. Электрическая цепь как 4хполюсник. Ур-я 4хполюсника с Z-параметрами. Физ. смысл параметров. Связь между параметрами в случаях симметричности и обратимости. Схемы замещения.   

4хполюсная цепь с 2мя входами (или входом и выходом)хар-ся связями между напряжениями U1, U2 и токами I1, I2.