Bài giảng Trường điện từ - Chương 5: Đường dây truyền sóng và ứng dụng - Lecture 12: Phương trình đường dây và ứng dụng trong mạch viễn thông - Trần Quang Việt

5.3. Ứng dụng đường dây TS KTH trong viễn thông 
5.3.1. Phương trình đường dây dạng phức và nghiệm
5.3.2. Hệ số phản xạ áp trên đường dây
5.3.3. Trở kháng vào của đường dây
5.3.6. Hòa hợp trở kháng
5.3.5. Sóng đứng trên đường dây
5.3.4. Công suất cung cấp cho tải

pdf 13 trang thamphan 28/12/2022 1340
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Trường điện từ - Chương 5: Đường dây truyền sóng và ứng dụng - Lecture 12: Phương trình đường dây và ứng dụng trong mạch viễn thông - Trần Quang Việt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_truong_dien_tu_chuong_5_duong_day_truyen_song_va_u.pdf

Nội dung text: Bài giảng Trường điện từ - Chương 5: Đường dây truyền sóng và ứng dụng - Lecture 12: Phương trình đường dây và ứng dụng trong mạch viễn thông - Trần Quang Việt

  1. Chương 5 – ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG VÀ ỨNG DỤNG Lecture-12: Phương trình đường dây và ứng dụng trong mạch viễn thông [9. Understand the basic properties of transmission lines; solve frequency-domain problems (find impedance, reflection coefficients, current, voltage, power) for lossless transmission line; solve time- domain problems (find reflection coefficients, currents and voltages versus time at stationary points or versus position at given time) for lossless transmission line. ]  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 PT đường dây  Phương trình đường dây tại z trên đường dây: z z 0 ℓ u(,)(,) z t  i z t R i(,) z t L z0 0  t i(,)(,) z t  u z t G u(,) z t C z0 0  t  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 1
  2. 5.3.1. Phương trình đường dây dạng phức và nghiệm  Giải phương trình TL dạng phức: từ pt TL dạng phức, ta có: d 2U (j L C )2 U 0 dz 2 0 0 U( z ) Me j z Ne j  z 1 I(z ) Me j z Ne j  z Z0   LC0 0 :Hệ số pha (rad/m) :Trở kháng đặc tính của TL ZLC0 0/ 0  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5.3.1. Phương trình đường dây dạng phức và nghiệm  Xác định U, I dùng ĐKB tại z=0 (theo hướng từ S L): I I(z)  1 I2 + Z + g + + ( ,Z )   o  Z  Eg U1 U(z) 2 U2 - - - - z d z = l Z z = 0 Z z d = 0 in d = l UI Z  1 0 1  (Sóng tới tại ngỏ vào) M U1 U MN 2 1 UI Z   1 0 1  (Sóng px tại ngỏ vào) ZI0 1 MN NU 1 2  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 3
  3. 5.3.1. Phương trình đường dây dạng phức và nghiệm  Xác định U, I dùng ĐKB tại d=0 (theo hướng từ L S): . Dạng mũ phức: I I(z)  1 I2 + Z + g + + ( ,Z )   o  Z  Eg U1 U(z) 2 U 2 - - - - z d z = l Z z = 0 Z z d = 0 in d = l d = ℓ – z :  + jβd  jβd  +  U(d ) U2 e U 2 e U U  + jβd  jβd  +  I(d ) I2 e I 2 e I I  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5.3.1. Phương trình đường dây dạng phức và nghiệm . Dạng lượng giác: I I(z)  1 I2 + Z + g + + ( ,Z )   o  Z  Eg U1 U(z) 2 U 2 - - - - z d z = l Z z = 0 Z z d = 0 in d = l U(d) U  cos(βd) jZ I sin(βd) 2 0 2 U2  I(d) j sin(βd) I2 cos(βd) Z0  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5
  4. 5.3.2. Hệ số phản xạ áp trên đường dây  Biểu diễn hệ số phản xạ trên mặt phẳng phức: Im   ()d 2 Re 2d  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5.3.3. Trở kháng vào của đường dây I I(z)  1 I2 + Z + g + +   ( ,Zo )   Eg U1 U(z) Z2 U2 - - - - z d z = l Z z = 0 Z z d = 0 in d = l U(d) 1  Z jZ tg( d)  Đ/n: Z() d Z Z 2 0  0 0 I(d ) 1  Z0 jZ 2 tg( d) U 1  Z jZ tg( )  Tại ngỏ vào: ZZZ 1 1 2 0 in  0 0 I1 1  1 Z 0 jZ 2 tg( )  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 7
  5. 5.3.4. Công suất cung cấp cho tải * *  1   1  U  * P= Re{UI } = Re{U (1  ) (1  )} 2 2 Z0 *      1 2 2 1 2 2 P= | U | Re{1   |  | } = | U2 | [1  ] 2Z 2 0 2Z0  *   1 12 1 2 P =P Re{U1 I 1 } |I 1 | Re{Zin} | U 1 | Re{1/Zin} 2 1 2 2 2 (Công suất cấp cho tải bằng CS cấp vào đầu đường dây)  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5.3.5. Sóng đứng trên đường dây Sóng đứng (standing wave) được tạo ra do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ  Mô hình sóng đứng Xác định quy luật phân bố biên độ của sóng trên đường dây   + jβd + jβd -j2βd  + jβd  jβd  U e [1 2 e ] UUU 2e 2 e U2e [1  ] 2    + jβd  jβd + jβd + jβd -j2βd I Ie I e   2 2 2 I2e [1  ] I2e [1  e ]    + -j2βd + j( -2βd) |U| | U ||1 2 e | |U| | U  ||1 2 e | 2 2  + -j2βd + j( -2βd)   2   |I| | I2 ||1  e | |I| | I2 ||1 2 e |  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 9
  6. 5.3.5. Sóng đứng trên đường dây Ví dụ: Z2 (15 j 20)  ; Z 0 50   Z2 Z 0 (15 j 20) 50 0 j 0.74 2 0.593  133.16 0.593e Z2 Z 0 (15 j 20) 50 1  1 0.593 SWR 2 3.914 1 2 1 0.593 (  )  ( 0.74 ) d 0.065 min 4 4  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 5.3.5. Sóng đứng trên đường dây  Tính trở kháng tải dùng bộ thông số sóng đứng: . Tính 2: SWR 1  2 SWR 1 . Tính : 4 d  min  . Tính trở kháng tải:   ZZ2 0 (1 2 )/(1  2 )  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 11
  7. 5.3.6. Hòa hợp trở kháng Khi Z0 ZL, cần tới mạch hòa hợp trở kháng để tránh phản xạ từ tải về nguồn. TL hòa hợp khi Zin = Z0 Các phương pháp tính hòa hợp trở kháng TL ???  TranTrần Quang ViệtViet – BMCSFaculty – ofKhoa EEE Điện – HCMUT-Semester – ĐHBK Tp.HCM 1/12-13 13