Семинарское занятие №6

Тема № 6. Цепи с распределенными параметрами

Занятие № 4. Анализ параметров и режимов работы длинных линий

Учебные, методические и воспитательные цели:

1. Закрепить и углубить знания курсантов по пониманию физических процессов в длинных линиях.

2. Прививать навыки самостоятельного поиска, анализа и изучения учебного материала.

3. Воспитывать интерес к профессии офицера-связиста.

Время: 2 часа

План занятия:

№	Учебные вопросы	Время мин
1 2 3	ВВОДНАЯ ЧАСТЬ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Основные параметры и уравнение передачи длинной линии. Режимы работы длинной линии. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ	5 80 30 50 5

Материальное обеспечение:

1. Слайд №28.

Литература:

1. Бакалов В. П., Дмитриков В. Ф., Круг Б. И. Основы теории цепей: Учебник для вузов / Под редакцией Бакалов В. П. - М.: Радио и связь, 2003. – 592 с. С. 326-355.

2. Якушенко С.А., Долбаев В.В., Прасько А.Д., Степанов А.Б., Лизенко С.В., Подлеский Г.Ф., Свинарев М.Г., Журбин Г.Е. Основы теории цепей: Учебное пособие: В 3 ч. Часть 2 / НВИС. - Новочеркасск, 2004. - 524 с. С. 399-410.

Вводная часть

Принять рапорт дежурного, проверить внешний вид курсантов и подготовку группы к занятию. Объявить тему, цель, план проведения семинара. Привести примеры применения цепей с распределенными параметрами в современных устройствах ВТС. Показать на реальной схеме по плакату.

Варианты вопросов для формулировки проблемы, которую совместно с курсантами необходимо решить в ходе занятия.

- Почему воздушные или кабельные линии связи, связывающие между собой реальные устройства ВТС, приходиться моделировать цепями с распределенными параметрами .

- Как цепи с распределенными параметрами реализуют свои особые функции в ВТС (функции передачи электромагнитной энергии от одного устройства к другому).

Основная часть

В ходе основной части занятия обсудить совместно с курсантами ответы на поставленные проблемные вопросы.

1. Основные параметры и уравнение передачи длинной линии.

С целью более полного охвата всей группы в начале занятия рекомендуется провести экспресс-опрос группы устный (письменный). Рекомендованные вопросы:

- определение ДЛ.

- классификация ДЛ.

- применение ДЛ (по структурной схеме канала связи );

- что относится к первичным параметрам ДЛ;

- что относится к волновым (вторичным) параметрам ДЛ;

- падающая и отраженная волны в ДЛ;

- коэффициент отражения от конца линии;

- что такое линия без потерь;

- какие существуют режимы работы линии без потерь;

- при каких условиях в линии без потерь наступает режим бегущей волны;

- при каких условиях в линии без потерь наступает режим стоячей волны;

- при каких условиях в линии без потерь наступает режим смешанной волны;

- что такое коэффициент бегущей волны.

Для более качественного анализа первого учебного вопроса предлагается разделить его на следующие подвопросы:

• Первичные и вторичные (волновые) параметры ДЛ;

• Уравнение передачи ДЛ.

Предлагается вызвать к доске 2-х курсантов для ответа на данные подвопросы. При ответе курсантов рекомендовать им пользоваться плакатом «Первичные параметры длинных линий».

Ответ на вопрос об уравнениях передачи ДЛ должен содержать запись волновых (телеграфных) уравнений и уравнений в комплексной форме.

При ответе на вопрос о первичных параметрах ДЛ обратить внимание на обозначение этих параметров ( R,G,L,C), их физический смысл, размерность

( Ом/м, 1/Ом м, Гн/м,Ф/м).

При обсуждении ответа на вопрос о волновых параметрах ДЛ предварительно необходимо записать решение уравнений передачи линии.

Отметить, что решение представляет сумму двух слагаемых, каждое из которых можно интерпретировать как падающую и отраженную волны. В решение входят волновые параметры γ и Z_B .

Обратить внимание на обозначение ( γ – коэффициент распространения, α - коэффициент затухания, β - коэффициент фазы, Z_b – волновое сопротивление), физический смысл волновых параметров:

γ – комплексный коэффициент, учитывающий влияние линии на амплитуду и фазу передаваемого сигнала;

α - коэффициент, учитывающий изменение амплитуды сигнала при перемещении его вдоль линии;

β - коэффициент, учитывающий изменение фазы сигнала при перемещении его вдоль линии;

Z_b – сопротивление, характеризуемое параметрами линии, и дающее возможность подобрать нагрузку в конце линии, обеспечивающую согласованный режим работы.

Отметить, что падающая волна перемещается от начала линии к ее концу с фазовой скоростью V_ф и при этом амплитуда волны уменьшается.

Рис.1

Отметить на рис.1 длину волны λ как период пространственного колебания. Указать на то, что второе слагаемое решения – обратная волна есть результат отражения падающей волны от конца линии с коэффициентом отражения, зависящим от сопротивления нагрузки линии.

Важным параметром длинной линии является его входное сопротивление Z_вх:

.

При согласованной нагрузке, когда коэффициент отражения . В этом случае отсутствует отраженная волна и

При обсуждении ответов курсантов у доски добиваться активности всех курсантов группы. Заслушать и обсудить с группой ответы на вопросы курсантов у доски.

Подвести итоги рассмотрения первого вопроса.