Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Поряд з розглянутими вище первинними параметрами (коефіцієнтами в системах рівнянь) чотириполюсника, при вирішенні багатьох завдань користуються характеристичними (вторинними) параметрами чотириполюсника. До них відносяться: характеристичні опору, постійна передачі (міра передачі) і коефіцієнт трансформації.

Відомо, що генератор з внутрішнім опором Zi віддає максимальну потужність в навантаження ZH за умови Zi = ZH. Якщо між генератором і навантаженням знаходиться чотириполюсник, то для передачі максимальної потужності від генератора до чотириполюсника необхідно узгодити вхідний опір чотириполюсника ZBX1 з внутрішнім опором генератора тобто виконати умову Zi = ZBX1. а для передачі максимальної потужності від чотириполюсника в навантаження # 63; узгодити вихідний опір чотириполюсника з опором навантаження, тобто виконати умову ZBX2 H = Z. Режим роботи чотириполюсника, коли Zi = ZBX1 і ZBX2 H = Z, називається режимом узгодженого включення.

Виявляється, для будь-якого чотириполюсника існує така пара опорів, для якої виконується умова

Ці опору називаються характеристичними опорами чотириполюсника і позначаються Z1C і Z2C.

Вирішивши спільно ці рівняння, знайдемо:

Оскільки то характеристичні опору можна виразити через параметри холостого ходу і короткого замикання:

Якщо чотириполюсник узгоджений з навантаженням, тобто

то рівняння в системі A - параметрів приймають такий вигляд:

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

З останньої системи рівнянь можна отримати

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Величина - називається коефіцієнтом трансформації чотириполюсника.

Вхідний опір узгодженого чотириполюсника:

тобто узгоджений чотириполюсник трансформує опір навантаження в (nT) 2 раз.

де g - характеристична постійна передачі (міра передачі) чотириполюсника.

тобто постійна передачі визначається тільки первинними параметрами чотириполюсника.

Висловимо первинні A - параметри через характеристичні параметри

Відповідно до отриманої вище:

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Помноживши чисельник і знаменник останнього виразу на. і враховуючи, що. отримаємо:

де ch g - гіперболічний косинус, sh g - гіперболічний синус.

В результаті отримуємо систему рівнянь, що пов'язують первинні параметри зі вторинними,

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Підставляючи знайдені коефіцієнти в систему рівнянь для A - параметрів, отримаємо систему рівнянь чотириполюсника в гіперболічних функціях:

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Якщо чотириполюсник симетричний Z1C = Z2C. то

При узгодженому навантаженні ZH = Z2C, Z2C I2 = U2. ch g + sh g = e g система рівнянь набуває вигляду:

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Постійна передачі в загальному випадку величина комплексна g = a + jb.

Характеристичні опору також величини комплексні

Амплітуди або діючі значення напруг і струмів на вході і виході чотириполюсника пов'язані через характеристичні опору і постійну передачі наступними виразами:

Характеристичні параметри чотириполюсник - передавальні функції чотириполюсника

Таким чином, речова частина постійної передачі а характеризує зміну амплітуди або діючого значення струму і напруги при проходженні сигналу через чотириполюсник. Уявна складова b характеризує фазовий зсув між вхідним і вихідним напругами або струмами

Для симетричного чотириполюсника:

b - коефіцієнт фази - вимірюється в радіанах або градусах і дорівнює

Коефіцієнт а - власне загасання - визначається як

Загасання а = 1 неп відповідає зменшення амплітуди або діючого значення напруги або струму в е = 2,718 рази.

У радіотехніці часто легше виміряти потужність сигналу на вході і виході, крім того, при розрахунках краще застосовувати не натуральні, а десяткові логарифми. Тому загасання вимірюють в белах:

Одиниця бел досить велика тому користуються 0,1 бел званої децибел.

Схожі статті