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 5

Параметры Zх и g – собственные параметры 4хполюсника.

16. Единицы измерения затухания. Уровни напряжения, тока и мощности. Связь между уровнями сигнала на входе и выходе тракта передачи сигналов и его затуханием.

Собственным затуханием наз-ют величину , которую можно выразить через мощности в начале линии и в ее конце.

           1дБ=0,115Нп

Затухание измеряют и рассчитывают в децибелах (дБ), белах (Б) и неперах (Нп). Децибел – это затухание, при котором отношение мощности на входе линии к мощности на выходе ее равно 1,26.

Логарифмические единицы – бел, децибел и непер – определяют отношение 2х напряжений, 2х токов и 2х мощностей. Число логарифмических единиц, показывающих во сколько раз одна величина больше другой заданной, наз-ют уровнем измеряемой величины.

Если задано напряжение 1В, то уровень напряжения 2,718В равен +1Нп по отношению к 1В, т.к. . Величину +1Нп наз-ют относительным уровнем напряжения 2,718 относительно 1В.

Мощность 1мВт, напряжение 0,775В и ток 1,29А – мощность, напряжение и ток нулевого уровня. Результат измерения мощности, напряжения или тока в логарифмических единицах по отношению к величинам нулевого уровня наз-ют абсолютным уровнем измеряемых величин.

Если напряжения и токи в начале и в конце согласованной линии измеряют в уровнях, то собственное затухание линии, дБ:

В несогласованных цепях связи при определении затухания возникает необходимость в расчете разности уровней мощности на входе и выходе цепи:

Учитывая: , а

Получим:

17. Электрические фильтры. Классификация. Простейшие частотные электрические фильтры. Условия пропускания и задерживания цепочечных схем.

Электрический фильтр – это линейный 4хполюсник, который из подводимого к его входу сложного колебания, пропускает токи определенной полосы частот и задерживает токи частот, лежащие вне этой полосы.

Классификация: ФНЧ, ФВЧ, полосовые фильтры (ПФ), режекторные фильтры (РФ). В зависимости от используемых элементов фильтры делятся на: rC, LC, кварцевые, электромеханические и др.

Простейшими частотными фильтрами могут служить цепи rC. Они имеют худшие, чем у LC, фильтрующие свойства.

Частотные электрические фильтры используют также для отделения сигналов от помех, ограничения частотного спектра сигналов, устранения переменных составляющих напряжения питания. Свойства фильтров пропускать или задерживать гармонические колебания с разными частотами характеризуются частотной зависимостью какой-либо функции передачи, определяющей изменение амплитуды колебания при прохождении его через фильтр. Практически используют:

Модуль функции передачи фильтра:

Логарифмическую амплитудно-частотную характеристику фильтра в децибелах:

Затухание фильтра в неперах:

В децибелах:

18. ФНЧ типа К, его электрические характеристики. Определение элементов схемы по заданным параметрам передачи.

ФНЧ должен пропускать токи с , включая постоянный ток, и задерживать токи с более высокими частотами. Эти свойства имеет цепочечный 4хполюсник, у которого в качестве Z1 включено индуктивное сопротивление, а в качестве Z2 – емкостное.

Для них:

, , ,

Частоту среза определяют: , значит . Для определения характеристик фильтра, рассмотрим соотношение: , где Ω – относительная частота.

1. Затухание и фазовая постоянная звена ФНЧ

В полосе пропускания на частотах , Ω<1

В полосе задерживания на частотах , Ω>1

,

При Ω>>1:

2. Характеристическое сопротивление

Формулы для определении элементов схемы:

,

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

ФВЧ должен пропускать с нулевым затуханием токи с частотами выше заданнойи задерживать токи с более низкими частотами и постоянный ток. Эти свойства имеет цепочечный 4хполюсник, у которого в качестве Z1 включено емкостное сопротивление, а в качестве Z2 – индуктивном.

Для них:

, ,