Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии

дует, что узлы и пучности в длинной линии с течением времени не пе-

ремещаются.

Волна, полученная в результате наложения падающей и отражен-

ной волн при полном отражении, называется стоячей волной. Анало-

гичный вывод можно получить для тока в линии: при полном отраже-

нии возникает стоячая волна тока. Распределение амплитуды тока

вдоль линии показано на рис. 2 пунктирной линией.

Стоячие волны в линиях передачи сигналов, как правило, нежела-

тельны, так как в этом случае возникают повышенные напряжения в

пучностях. Отрезки линии с полным отражением используются при

создании СВЧ фильтров, согласующих устройств и колебательных

систем.

Пусть в линии имеет место неполное отражение — часть электри-

ческой энергии поступает в нагрузку. Такой случай наиболее часто

встречается на практике. Амплитуда отраженной волны f/OTP из-за

частичного поглощения энергии в нагрузке будет меньше амплитуды

падающей волны: £/ П АД>^ОТР- Представим падающую волну в виде

двух составляющих: С/ПАД = С/ПАД + Г/ПАД, так что отраженная волна и

первая часть падающей волны образовывают стоячую волну, а вторая

часть падающей волны, не взаимодействуя с отраженной, останется

бегущей падающей волной (рис. 3).

Волна, образованная суммой бегущей волны и стоячей волны, на-

зывается смешанной волной.

U

ПАД

Рис. 3

Распределение вдоль линии амплитуды напряжения в смешанной

волне показано на рис. 3. В точке а имеется пучность, а в точке б —

узел напряжения в линии.

Для описания смешанной волны используются коэффициент

стоячей волны (КСВ) и коэффициент бегущей волны (КБВ):

КСВ = SW ; КБВ = ~-^- =

^м„„

ишк ксв

где [/Макс и f/MHH — максимальное в пучности и минимальное в узле на-

пряжения в линии соответственно. КСВ всегда больше или равен еди-

нице, а КБВ всегда меньше или равен единице. В системах передачи

сигналов стремятся получить КСВ близким к единице.

Из анализа кривых рис. 3 следует, что [/макс = С/ПАД + UOTf , a

£/мин = [/ПАД - С/ОТР . Разделив максимальное значение напряжения в

линии на минимальное, получим формулу взаимосвязи коэффициента

отражения и КСВ

(3)

КСВ легко определить экспериментально, измеряя с помощью

Контрольные вопросы и задачи

1. Чем четырехполюсник отличается от любой другой цепи, имеющей 4 кон-

такта?

2. Как называются каждый из Z-, 7- или Я-параметров четырехполюсника? Как

определить эти параметры, используя методы короткого замыкания и холо-

3. Сколько смешанных систем параметров у четырехполюсника? Какие систе-

мы образованы параметрами холостого хода или короткого замыкания?

4. Как измерить АЧХ и ФЧХ четырехполюсника в лаборатории с использова-

нием типовых измерительных приборов?

5. При каких условиях выходное сопротивление четырехполюсника равно от-

ношению выходного напряжения к выходному току?

6. Напряжение от батареи постоянного тока подается на ФНЧ, ФВЧ, ПФ и ЗФ.

На выходах каких фильтров будет гореть индикаторная лампочка?