Министерство образования и науки Российской Федерации

Костромской государственный технологический университет

Кафедра электротехники и электромеханики

Лабораторная работа №3

Моделирование в EWB-5.0 длинной линии

Методические указания

Кострома, 2004

УДК 519.6

Моделирование в EWB-5,0 длинной линии: Метод. указания к лаб. Работе/Состав. Приваленков Ю.П. – Кострома: Изд-во КГТУ, 2004.- 13 с.

Рассматриваются вопросы моделирования длинной линии в режиме передачи синусоидального сигнала. Методические указания предназначены для студентов специальности 230201 и 230104 , изучающих курс «Электрические цепи и сигналы» Кострома.

Рецензенты: Федюкин В.М.Б доц. каф. АМТ КГТУ

Шабалин В.Д, доц. каф. ВТ КГСХА

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

© Костромской государственный технологический университет, 2004

Введение

В работе изучаются особенности передачи синусоидального сигнала в линии с распределенными параметрами (длинной линии). При аналитическом расчете и моделировании длинной линии учитывается, что ее параметры R, L и C распределены вдоль линии. Распределенность параметров приводит учитывается при аналитических расчетах и моделировании соотношения физической длины линии и длины волны (периода) передаваемого синусоидального сигналы. При определенном их сочетании возникают стоячие волны и другие явления, отсутствующие в линиях с сосредоточенными параметрами.

Цель работы: Проведение аналитического расчета и имитационного моделирования прохождения однофазного синусоидального тока в длинной линии. Моделирование в EWB длинной линии без потерь в режимах бегущей волны и стоячих волн.

1. Содержание работы

1.1. Моделирование работы длинной линии без искажений.

1.1.1. Расчетная часть.

По заданным в таблице 1 значениям параметров длинной линии с потерями определить:

• волновое сопротивление линии;

• коэффициент затухания и амплитуду напряжения на нагрузке;

• коэффициент фазы и время задержки сигнала линии в конце линии;

• построить графики сигнала на входе и выходе линии.

1.1.2. Экспериментальная часть.

Экспериментальное исследование модели длинной линии выполняется посредством пакета EWB. Для этого:

• создать в библиотеке элементов длинной линии EWB элемент с заданными параметрами ( см. прил. 2);

• собрать схему моделирование в EWB (см. рис.П3.1) и вывести результаты моделирования на осциллограф;

• сравнить результаты расчета и эксперимента.

1.2. Моделирование работы длинной линии в режиме стоячих волн.

1.2.1. Моделирование стоячих волн при холостом режиме работы длинной линии.

Перевести модель длинной линии в режим холостого хода (см. рис.П3.2) и установить заданные параметры моделирования: частоту, форму и амплитуду входного сигнала, время развертки и т.д.

Установить частоту входного сигнала таким образом, чтобы на длине линии помещалось целое число волн входного сигнала.

Убедиться, что появляется отраженная волна с удвоенной амплитудой.

1.2.2. Моделирование стоячих волн при работе длинной линии в режиме короткого замыкания.

Перевести модель длиной линии в режим короткого замыкания. Установить заданные параметры моделирования: частоту, форму и амплитуду входного сигнала, время развертки и т.д.

Установить частоту входного сигнала таким образом, чтобы на длине линии помещалось целое число волн входного сигнала.

Убедиться, что:

• фазы синусоид тока на входе и выходе линии совпадают;

• ток на выходе вдвое превышает ток на входе.

2. Содержание отчета

2.1. Распечатка MCD-файла расчета цепи (прил. 1). Указать имя файла и занести его в базу отчетов.

2.2.. Распечатка результатов EWB-моделирования (прил.3). Указать имя EWB-файла модели и занести его в базу отчетов.

2.3. Выводы по работе.

Библиографический список

1	Игнатов В.А. Теория информации и сигналов. -М.: Сов. Радио, 1979.
2	Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Высшая школа, 1983.
3	Каганов В.И. Радиотехника+компьютер+Mathcad. –М.:Горячая линия - Телеком, 2001.
4	Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. -М: Солон, 2000.
5	Изотов В.А., Плаксин Е.Б., Приваленков Ю.П. Линейные цепи постоянного тока. — Кострома: Издательство КГТУ, 1995.
6	Изотов В.А., Плаксин Е.Б., Приваленков Ю.П. Линейные цепи синусоидального тока.  — Кострома: Издательство КГТУ, 1997.
7	Приваленков Ю.П. Сборник задач и упражнений по ТОЭ (постоянный и однофазный синусоидальный ток) — Кострома :Издательство КГТУ, 2003.
8	Кудрявцев У.М. MathCAD 2000 Рro. -M:ДМК-Пресс.
9	Финк Л.М. Сигналы, помехи, ошибки. -М.: связь, 1978.

Таблица 1.

Параметры элементов длинной линии

Вариант	Имя элемента		Параметр элемента длинной линии
		Длина линии, м		Сопротивление на ед. длины, Ом/м	Индуктивность на ед. длины Гн/м	Емкость на ед. длины Ф/м	Проводимость на ед. длины С/\м		Количество последовательно включенных элементарных сегментов
1	S1	100		1	11.11e-06	1e-12	0		100
2	S2	50		1	11.11e-06	5e-12	0		50
3	S3	120		2	10.11e-06	3e-12	0		60
4	S4	130		5	11.11e-06	10e-12	0		80
5	S5	140		8	101.11e-06	45e-12	0		100
6	S6	150		7	11.11e-06	20e-12	0		50
7	S7	210		4	120.11e-06	3e-12	0		60
8	S8	250		5	11.11e-06	10e-12	0		80
9	S9	450		6	11.11e-06	45e-12	0		40
10	S10	460		2	11.11e-06	3e-12	0		100
11	S11	780		4	130e-06	10e-12	0		50
12	S12	100		7	11.11e-06	45e-12	0		60
13	S13	150		5	120.11e-06	20e-12	0		40
14	S14	140		8	11.11e-06	1e-12	0		100
15	S15	180		6	30.11e-06	3e-12	0		50
16	S16	160		2	40.11e-06	10e-12	0		60
17	S17	180		4	11.11e-06	45e-12	0		100
18	S18	170		5	120.11e-06	3e-12	0		80
19	S19	200		4	90.11e-06	10e-12	0		40
20	S20	30		5	11.11e-06	10e-12	0		100
21	S21	530		7	11.11e-06	3e-12	0		50
22	S22	900		8	11.11e-06	10e-12	0		100
23	S23	1000		6	120.11e-06	45e-12	0		50
24	S24	250		2	90.11e-06	3e-12	0		60
25	S25	450		8	11.11e-06	10e-12	0		80
26	S26	780		3	11.11e-06	1e-12	0		100
27	S27	150		5	11.11e-06	1e-12	0		50
28	S28	20		4	130e-06	3e-12	0		100
29	S29	60		6	11.11e-06	10e-12	0		50
30	s30			7	11.11e-06	45e-12	0		100

Приложения

Приложение 1