Измерение затухания передачи четырехполюсника

Для определения потерь в самом четырехполюснике при несогласованной нагрузке применяется понятие затухание передачи:

, (9)

где S₁ – мощность, поступающая на вход четырехполюсника;

S₂ – мощность, которую получает приемник с сопротивлением Z_н, включенный на выходе четырехполюсника.

Рисунок 3.5 – Рабочая схема измерения затухания передачи

Затухание передачи можно определить, преобразовав выражение (9) и поставив в данную формулу значения:

S₁=U²₁ / Z_вх.; S₂=U²₂ / Z_н.

, (10)

где U₁ и U₂ – напряжения на входе и выходе четырехполюсника, В;

Z_вх. – входное сопротивление четырехполюсника, Ом;

Z_н – сопротивление нагрузки, Ом;

P_U1 и P_U2 – уровни напряжения на входе и выходе четырехполюсника, дБ.

Из выражения (10) видно, что для определения затухания передачи следует измерить уровни по напряжению на входе и выходе четырехполюсника. Для определения третьего слагаемого в формуле (10) необходимо измерить модуль входного сопротивления четырехполюсника ‌‌‌‌│Z_вх.│.

Схемы измерения затухания передачи показаны на рисунках 3.5. и 3.6.

Рисунок 3.6 – Схема измерения модуля входного сопротивления четырехполюсника ‌‌‌‌│Z_вх.│

Порядок выполнения работы:

Измерение рабочего затухания

1. Провести измерения рабочего затухания четырехполюсника методом известного генератора с использованием рисунков 3.1.а и 3.1.б (значения частот задаются). Произвести расчет рабочего затухания а_раб. по уравнению (4). Результаты занести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты измерения рабочего затухания методом известного генератора

f, кГц	Измерения		Расчет
	РЕ/2, дБ	РU2, дБ	а раб, дБ

Таблица 3.2 – Результаты измерения затухания передачи.

f, кГц	Измерения				Расчет
	РU1, дБ	РU2, дБ	Zвх, Ом	а пер, дБ

2. Произвести измерение рабочего затухания четырехполюсника методом сравнения.

Рабочая схема измерений представлена на рисунке 3.4.

1. Подключить генератор и вольтметр на блок измерений.

2. Исследуемый четырехполюсник включить между гнездами Л1 и Л3 коммутационного поля блока измерений.

3. Магазин затуханий МЗ включить на гнезда Г1 (вход МЗ) и Г2 (выход МЗ).

4. Переключить переключатель П9 установить в положение «выкл.».

5. Включить питание.

6. Устанавливая частоту генератора (от 1 до 20 кГц), переключателями П12 и П13 подобрать необходимое затухание на магазине МЗ, добиваясь одинаковых уровней на нагрузочных сопротивлениях ИЧ и МЗ (выполнить 8-10 измерений).

7. Результаты измерений свести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Измерение рабочего затухания методом сравнения

f, кГц	араб., дБ

3.Выполнить измерение затухания передачи.

Рабочая схема на рисунке 3.5.

3.1. Исследуемый четырехполюсник с помощью переключателя П11 включить на блок измерений. Вход 1-2 и выход 3-4 четырехполюсника подсоединить к гнездам Л1 и Л3 блока измерений.

3.2. Генератор подключить к гнездам «Ген.», вольтметр – к гнездам «Вм.».

3.3. Переключатель П9 установить в положение «Выкл.».

3.4. Включить питание. Установить на генераторе нужное значение частоты.

3.5. Установить заданное значение сопротивления нагрузки.

3.6. Измерить уровни напряжений на входе P_U1 и выходе P_U2 четырехполюсника, переключая вход вольтметра поочередно в положение P_U1 и P_U2 ключом П10.

3.7. Собрать схему измерения входного сопротивления четырехполюсника (рисунок 3.6). Выполнить измерение |Z_вх|.

3. 8 Рассчитать затухание передачи по формуле (10). Результаты измерений и расчетов свести в таблицу 3.2.

4. Построить графики зависимости рабочего затухания и затухания передачи от частоты.

Содержание отчета

1. Схема заданного четырехполюсника.

2. Расчет всех затуханий четырехполюсника при известных сопротивлениях генератора и нагрузки.

3. Результаты измерений в соответствии с пунктами 1-5 «Порядка выполнения работы». Результаты расчетов и измерений свести в таблицу 3.1 и таблицу 3.2.

4. Построить графики зависимости рабочего затухания и затухания передачи от частоты.

5. Сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. Понятие характеристического сопротивления.

2. Уровни напряжения, тока и мощности.

3. Какова полная схема передачи энергии от генератора в нагрузку?

4. Какие потери энергии возможны в полной схеме передачи?

5. Для чего введено понятие «затухание»?

6. Что оценивает понятие «собственное затухание»?

7. Что оценивает понятие «затухание передачи»?

8. Что оценивает понятие «рабочее затухание»?

9. Что оценивает понятие «вносимое затухание»?

10. Условие равенства рабочего и собственного затуханий.

11. Условие равенства рабочего и вносимого затуханий.

12. Условие равенства вносимого и собственного затуханий.

13. Условие равенства вносимого и затухания передачи.

14. Три варианта расчета собственного затухания четырехполюсника (схема дана и известны величины элементов).

15. Методы измерения рабочего затухания.

16. В каком случае генератор отдает максимальную мощность в нагрузку?

17. Что означает отрицательный уровень, отрицательное затухание?

18. Может ли рабочее затухание четырехполюсника быть меньше собственного затухания?