Файл: Виглин, С. И. Преобразование и формирование импульсов в автоматических устройствах учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 59

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где Ка --

коэффициент отражения

от источника. На основании

закона сохранения заряда для

можно получить формулу, ана­

логичную

(11.19):

 

 

 

 

_ # и —

9

(11.25)

 

 

+

Р

 

 

 

Если R n= 0, то Кп — — 1. Сравнивая обе формулы записи для напряжения ипз, получим

 

к„ 2 — А „ w01— К К0 Ui.

(11.26)

Ток inо равен

 

 

 

 

 

 

6,3 =

I «

 

Результирующий

ток

 

21

 

в линии при t > — будет

 

*rz;; С i + loi +

 

Ц 3 Р- /? „

(11.27)

Л. г — Ли ~Ь 2 /0, — Р

/?„ — р

В момент t 3 /

вторая прямая

волна

достигает нагрузки и

возникает новая отраженная волна, которая равна

Мп Л0 2*

С ней связана отраженная волна тока

Эта

волна, распространяясь

справа налево в линии, в

момент

,

4 1

достигает источника,

что вызовет появление новой

третьеп

t ----- —-

прямой волны и т. д. Графики изменения напряжения в несогласо­ ванной линии при 7?„>р приведены на рис. 11.24.

21

Если RH< р, то в момент t = —- вся линия оказывается заря- v

женкой до напряжения ин < Ut. Поэтому источник дополнительно заряжает линию. Напряжение на левом конце возрастает до вели­ чины U\, а ток скачком увеличивается. Распространяется прямая волна ип3 и гпз положительного знака. Графики движения волн в линии при Ru < р показаны на рис. 11.25,

55


Из оказанного ясно, что в любой момент времени напряжение и и ток i в любой точке х линии можно определить в результате суммирования прямых и отраженных волн иа k и и0 к, а также

#„>р

©

V

a t j

 

л

. JL

 

 

ж

: : р

и

 

___i

 

нг „

V,

 

и„ 2£,<£<3£*

 

J

0-ir

г-

Рис. 11.24. Графики, иллюстрирующие распрост­ ранение волн в несогласованной длинной линии

(Ян > Р> Яи = 0).

ink и Той, причем появляются оми последовательно со сдвигом во времени: отраженная волна и0к и г'ок возникает в момент прихода

иЯ„ ip

и.:

г а м ш

v

t

 

ь __ я

 

 

и

 

 

 

 

 

и*

 

 

 

If*

 

 

 

Uh

Рис. 11.25. Графики, иллюстрирующие распрост­ ранение волн в несогласованной длинной линии

(Ян < р; Яи = 0).

прямой волны ып к и /„ к к нагрузке /?„, а новая

прямая волна

tin

(k+i) и in (k+i)— в момент прихода отраженной

волны иок и г'ок

к

источнику.

 

56


Если использовать понятие о единичной функции 1(7), то выра­ жения для и и i можно записать так:

-

1

«пк!

t

2(k — 1)—

 

к-1

 

 

 

 

v

 

' v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

иок1

t ~

-—

* —{2 k — 1) —

 

 

 

 

V

 

'

V

 

к= [

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ~

 

i i

i}n к "Wo к) —

 

 

 

 

 

 

 

к =1

 

 

 

1

 

V I

 

 

 

г

--------------2 [ k -

,

 

р

 

2 j « п к 1

/

1) —

 

 

 

 

 

 

L

V

х

’ V

 

 

 

к=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

«ок 1

t -

1----- -(2 k -

1) —

1.

 

 

 

г»

 

' -ц

 

к=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выведем формулу для напряжения на нагрузке, пользуясь со­ отношениями (11.28). В промежутке времени

V V

напряжение на нагрузке равно

 

ин1 — мп1 +

м0, — и„ д1 + К0).

(11.29)

При

 

 

— < < < —

 

V

V

 

добавляются еще вторая прямая и вторая отраженная волны. Так как

з ~Т «О 2

з О Ф Ао) - Ан й0 1 (1 -|- А0)

А„ А0( 1 —(- А0) нп j,

то

 

 

 

и н 2 и п j В

1 "I- Ип 2 I

2 j ( 1 Ф А 0)

(1 А „ А 0) . ( 1 1 .29 )

При

 

 

 

 

Т)

V

 

57


добавляются третья прямая и третья отраженная волны. Так как

ипз f и0

! / д

/''„ « с и

К )

/ о -

то

=

л и2 л 0 м0 ,(i

к 0)= л ;2 /д 2

,(i ! / о ,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2 ~Ь

3 “~Ь «оз

1( ^ Л Яо)( 1

Н„К0 + Кп*Н0>).

(11.29")

При

 

(2 гп_—Л] [ <' t ^

(2m +

1)/

 

 

 

 

 

 

■у

 

 

V

 

 

 

 

и» т

Un1 (1 +

^o)

X

 

 

 

X (1 + к„ Ко +

К\ Kl + ... +

Я Г 1Л ?-1),

(11.29"')

где т = 1 ,

2, 3... .

 

 

 

 

 

Произведенное исследование позволяет построить графики из­

менения напряжения на нагрузке

(рис. 11.26).

При построении

принято, что R» — 0, а значит

и Ки

— 1.

 

Рис.

11.26. Форма

напряжении на нагрузке

 

при

включении

на входе длинной линии

 

 

постоянного напряжения {R„-= 0).

Если Rn >

р, то при каждом отражении от нагрузки знак волны

не изменяется

(Д’о>0), а при каждом новом отражении от источ­

ника происходит изменение знака волны (Аи= —1). Поэтому на­ пряжение на нагрузке имеет пульсирующий характер. Переходный процесс заряда линии заканчивается тогда, когда ток в линии станет равен установившемуся току в нагрузке и на ней устанав­ ливается напряжение uH= (J1.

58


При RH< Р напряжение на нагрузке имеет ступенчатую форму,

так как

оба .коэффициента

отражения

Я0 и Кп

отрицательны.

 

 

 

 

к,

 

#н>р, #и*0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_L

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

U*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и,и+к,)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3ts

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кдт )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11.27. Форма напряжения на нагрузке

 

 

 

 

 

при воздействии на входе длинной линии прямо­

 

 

 

 

 

 

угольного импульса

(RH> р;

Яи == 0).

 

 

 

Переходный

процесс

также

заканчивается, когда ток

в

ли

нии становится

равным току

в

нагрузке

и напряжение

м„

до

стигает уровня

и\.

цели линия

 

 

 

 

 

 

 

идеальная,

 

то

это

наступает

 

и.

 

 

 

 

 

только

при t-+ °о. Однако

в

 

 

 

 

 

 

реальной

линии

волны

зату­

 

 

 

 

 

 

хают вследствие активных по­

 

 

 

 

 

 

терь, и

процессы

устанавли­

 

 

 

 

 

 

ваются через конечный проме­

 

 

 

 

 

 

жуток времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При воздействии импульсно­

 

 

 

 

 

 

го напряжения

на

несогласо­

 

 

 

 

 

 

 

ванную линию вследствие мно­

 

 

 

 

 

 

гократного

 

отражения

импуль­

 

 

 

 

 

 

са как

от

 

нагрузки, так и

от

 

 

 

 

 

 

 

источника получаем серию им­

 

 

 

 

 

 

 

пульсов как на нагрузке, так и

 

Рис. 11.28. Форма напряжения

 

на входе линии. На рис.

11.27

 

на нагрузке при

воздействии

 

показан

 

 

вид

напряжения

 

на входе длинной линии прямо­

 

на нагрузке

при R„ >

р,

а

на

 

угольного

импульса (/?н<р; /?и= 0).

рис. 11.28

при RH<

р (в

обоих

 

 

При построении использо-

случаях

предполагается,

что /?„ -- 0).

ваны формулы

(11.11)

и (11.29),

а также считается, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

59