Учебник Каллер

По выражению (5.44) удобно определять входное сопротивление су­ ществующих цепей, так как оно позволяет по результатам измерений

рым рабочим параметром четырехполюсника. Найдем общее выражение

рехполюсных систем с активным характеристическим сопротивлением,

включенных между согласованными активными нагрузками. В этом

использование одного из них вызывается только удобствами решения

той или иной конкретной задачи.

Введение собственных параметров передачи четырехполюсников есть распространение методов расчета цепей с распределенными пара­

метрами на любые четырехполюсные цепи. Как уже было замечено, по­

следние характеризуются в основном волновой трактовкой явлений и

применением логарифмических характеристик. Эти два приема не

являются взаимосвязанными и могут быть использованы независимо друг от друга.

202

иотр = 1 jUп д = Т Rи -Rг

Если к генератору подключить сопротивление Rн . то напряжение и ток нагрузки

Uн - " , ЕRн/(Rн + Rг) ; iн =Ё/(Rи + Rг) .

203

Преобразования, осуществляемые первой и третьей матрицами, есть переход от полных напряжений и токов к нормированным напря­ жениям падающих и отраженных волн и обратно. Вторая матрица является волновой матрицей передачи согласованно нагруженного

четырехполюсника. Поскольку рассматривается несимметричный четырехполюсник с разными характеристическими сопротивлениями ZXl и ZX2 со стороны входа и выхода, переход от полных напряжений и токов к волнам и об­ ратно сопровождается нормированием величин по разным сопротивле­

ниям. Со стороны выхода

(5 . 56)

204

Для определения элементов матрицы в степени -1 следует решить

систему уравнений (5.60). Вычисления дают

Матрица (Т) есть матрица рабочих параметров четырехполюсника,

величины Rr и Rн входят в них, но не явно, так как в результате нор­

80Ановые матрицы простейших четырехполюсников. Из общих

выражений (5.64)-(5.67) получается:

для неполного четырехполюсника (рис. 5.8, а) при l = ll/R:

Z2

Как видно из рассмотренных примеров, преимущество волновых

матриц (S) и (Т) перед параметрами передачи g и Zx заключается в том,

Волновые матрицы цепочечного соединения четырехпOJ1ЮСНИКОВ

представляют собой произведенне соответствующих матриц четырех­

ПОЛlOCников, входящих в это соединение.

207

Глава 6

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ ЧАСТОТНЫМИ

ИВРЕМЕННбlМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

6.1. УСТРОйСТВА СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ

влюбой системе телемеханики и связи из применяющихся в народ­ ном хозяйстве страны вообще и на железнодорожном транспорте в частности можно выделить, по крайней мере, две основные части: уст­ ройства сбора и распределения информации и устройства передачи ее

на расстояние.

Указанные устройства должны обеспечивать передачу по любым ли­

ниям связи (проводным, радио или смешанным) заданного количества

информации с заданной верностью в условиях подвержеННОСТfI иска­ жениям и воздействиям посторонних электромагнитных процессов ­ помех. Обе эти задачи (передача необходимого количества информации и обеспечение ее верности) решают использованием в передающих

устройствах сигналов специальной формы, обеспечивающей их устой­ чивость при передаче в условиях наличия искажений и помех, и при­ менений в приемниках специальных устройств, восстанавливающих по возможности переданные сигналы обработкой принятых. Как при фор­ мировании сигналов в передающих устройствах , так и при восстановле­ нии их в приемных в качестве основных наряду с электронными циф­

ровыми находят применение специальные аналоговые электрические цепи с соответствующими характеристиками.

В широком смысле любые устройства, преобразующие электричес­ кие сигналы , называют Ф и л ь т р а м и. Электрические цепи (в них могут быть применены разные базовые элементы, в том числе и актив­ ные), используемые для получения сигналов определенной формы,

называют ф о р м и р у ю и м и фильтрами . Цепи, наилучшим в

каком-то смысле образом восстанавливающие сигналы в приемных уст­ ройствах , называют о п т и м л ь н ы м и фильтрами.

Щ а юш

Для отделения сигналов друг от друга Ч помех в тех случаях, когда и те и другие содержат частотные составляющие, занимающие не­ прерывающиеся полосы частот, используют а с т о т н ы е фильтры.

Эти фильтры появились раньше других, нашли наиболее широкое рас­

пространение и подробно рассматриваются далее.

При передаче сигналов по цепям проводных линий связи вледствие зависимости от частоты затухания и фазовой скорости (или,что то же самое, времени распространения) происходит изменение их формы - искажение. Для устранения этих искажений или уменьшения их до допустимого значения в тракт передачи сигналов включают к о р р е к­ т о р ы, придающие характеристике затухания и фазы желательную

208

режекторные фильтры (РФ) . Все эти термины поясняются рис. 6. 1 .

На рисунке полосы пропусканияШсчастотныхр, фильтров показаны резко ограниченными частотами среза за которыми идет полоса задер­

частоты переход от пропускания к непропусканию всегда происходити более или менее плавно и тем плавней, чем проще схема фильтра больше потери в ее элементах.

живания . В реальных частотных электрических фильтрах с изменением

Фильтры из пассивных элементов подразделяют на цепочечные, по­ строенные по схемам Т, П и Г, и мостовые, выполненные по схеме

моста. В зависимости от используемых элементов фильтры класси­

фицируют на гС (рис. 6.2, а) , LC (рис: 6.2, 6) , кварцевые, магнито­ стрикционные, электромеханические и т. д.

Фильтры, образованные только из элементов гС (пассивные фильтв­.

ры гС), имеют худшие, чем у фильтров LC, фильтрующие свойства

Для простейших ФНЧ это различие иллюстрируется рис. 6.2,

Однако, если цепи гС использовать совместно с усилительными эле­

ментами в соединении с обратной связью, можно получать так назы­

ваемые активные фильтры гС, характеристики которых не уступают

фильтрам LC.

Рассмотрим использование частотных фильтров для разделения сигналов, передаваемых одновременно по общей линии. Разделение

209

г Рис. 6.3

рис. 6.3, показано включение фильтров в линию, при котором воз­

можна одновременная и независимая передача двух сигналов.

При применении полосовых фильтров с соответственно сдвинутыми

полосами пропускания могут быть одновременно переданы многие сиг­ налы. Частотные электрические фильтры используют также для от­ деления сигналов от помех, ограничения частотного спектра сигналов, устранения переменных составляющих напряжений питания.

Свойства фильтров пропускать или задерживать гармонические колебания с разными частотами характеризуются частотной зависи­

мостью какой-либо функции передачи, определяющей изменение амп­

литуды колебания при прохождении его через фильтр. Практически используют:

модуль функции передачи фильтра