TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Transkrypt

1 TEOR OBWODÓW SGNŁÓW LBORTORM KDEM MORSK Katedra Telekomunikacji Morskiej

2 ĆWCENE BDNE ÓW PSWNCH RESTNCJNCH. Cel ćwiczenia Doświadczalne wyznaczenie parametrów macierzowych pasywnych czwórników rezystancyjnych a także zapoznanie się z zależnościami pomiędzy macierzami opisującymi czwórniki. Doświadczalne wyznaczenie parametrów macierzy impedancyjnej, admitancyjnej i hybrydowej układów powstałych z połączeń pasywnych czwórników.. Wprowadzenie Czwórnik przedstawia sobą wyodrębniany obwód elektryczny, który może być połączony z innymi elementami za pośrednictwem dwóch par zacisków. aciski tworzą parę wówczas, gdy prąd wpływający przez jeden zacisk jest równy prądowi wypływającemu przez drugi zacisk. Schemat czwórnika przedstawiono na rysunku l. Wejście Wyjście Rysunek l. Ogólny schemat czwórnika. Równania czwórnika przedstawiają sobą związki zachodzące w ogólnym przypadku pomiędzy zespolonymi prądami i napięciami na jego zaciskach. równania impedancyjne równania admitancyjne równania łańcuchowe (- ) + (- )

3 Pomiędzy macierzami admitancyjną, impedancyjną oraz łańcuchową czwórnika, jeżeli nie są one osobliwe, istnieją następujące związki: -, det - det -, det - - det - det, - det Korzystając z równań impedancyjnych można wyznaczyć parametry macierzy impedancyjnej opisującej czwórnik. Podobnie korzystając z równań admitancyjnych można wyznaczyć parametry macierzy admitancyjnej czwórnika: także korzystając z równań łańcuchowych można wyznaczyć parametry macierzy łańcuchowej czwórnika: - - Czwórniki można ze sobą łączyć na wiele sposobów. W ćwiczeniu będziemy analizowali dwa połączenia czwórników równoległe i łańcuchowe. 3

4 Połączenie równoległe dwóch czwórników nr nr Rysunek. Połączenie równoległe dwóch czwórników. Wynikiem tego połączenia jest nowy czwórnik, którego macierz admitancyjną można wyznaczyć z zależności : + gdzie i są macierzami admitancyjnymi odpowiednio czwórnika nr i nr. Połączenie łańcuchowe dwóch czwórników Wejście Wyjście Nr Nr Rysunek 3. Połączenie kaskadowe dwóch czwórników. Macierz łańcuchową powstałego czwórnika w tym przypadku obliczamy z zależności: gdzie i są macierzami łańcuchowymi czwórnika i. 4

5 3. Program ćwiczenia a) Narysować schematy ideowe służące do pomiaru parametrów macierzy impedancyjnej admitancyjnej i łańcuchowej czwórnika (wykorzystując zasilacz, woltomierz i amperomierz). b) budować odpowiednie układy i wykonać pomiary służące do określenia parametrów macierzy impedancyjnej i admitancyjnej dwóch czwórników wskazanych przez prowadzącego ćwiczenia. c) Połączyć równolegle czwórniki mierzone w punkcie 3b i wykonać pomiary macierzy admitancyjnej powstałego czwórnika. d) Połączyć łańcuchowo czwórniki mierzone w punkcie 3b i wykonać pomiary pozwalające na wyznaczenie macierzy łańcuchowej powstałego czwórnika. 4 Opracowanie wyników a) Na podstawie pomiarów z punktów 3b wyznaczyć macierze impedancyjne i admitancyjne czwórników. b) Na podstawie pomiarów macierzy impedancyjnej wykonanych w punkcie 3b wyznaczyć analitycznie macierze admitancyjne i porównać z macierzami uzyskanymi w pomiarach. c) Na podstawie pomiarów macierzy admitancyjnych pojedynczych czwórników obliczyć macierz admitancyjną dla połączenia równoległego tych czwórników. Porównać tak obliczoną macierz z pomierzoną w punkcie 3c. d) Na podstawie pomiarów macierzy admitancyjnej lub impedancyjnej z punktu 3b wyznaczyć macierze łańcuchowe pojedynczych czwórników. Następnie obliczyć macierz łańcuchową dla połączenia łańcuchowego tych dwóch czwórników. Porównać tak obliczoną macierz z pomierzoną w punkcie 3d. e) Na podstawie pomiarów elementów macierzy impedancyjnych lub admitancyjnej określić wartości rezystorów wykorzystanych do realizacji czwórników. f) Sformułować wnioski z przeprowadzonych pomiarów i obliczeń. 6. Pytania kontrolne a) Padać definicję czwórnika b) Napisać równania definiujące macierz impedancyjną czwórnika c) Napisać równania definiujące macierz admitancyjną czwórnika d) ależność pomiędzy macierzą admitancyjną a impedancyjną czwórnika e) Omówić sposoby łączenia czwórników f) Narysować schematy ideowe do pomiarów parametrów macierzy impedancyjnej czwórnika 5

6 g) Narysować schematy ideowe do pomiarów parametrów macierzy admitancyjnej czwórnika h) Wyznaczyć wartości elementów czwórnika typu T na podstawie znajomości parametrów macierzy impedancyjnej i) Wyznaczyć wartości elementów czwórnika typu Π na podstawie znajomości parametrów macierzy admitancyjnej 6