Parametrii diportilor

Parametrii diportilor

Obiectul lucrarii:

In aceasta lucrare sunt studiate metodele de masurare experimentala a parametrilor asociati unor formalisme de descriere a diportilor precum si relatiile dintre acesti parametrii. Este analizat modul de lucru pe impedante imagine.

Aspecte teoretice:

Un diport este constituit dintr-o retea electrica accesibila la patru borne (terminale) astfel incat bornele sunt grupate in doua perechi (1 - 1') si (2 - 2'), iar curentul care intra intr-o borna a unei perechi (1 sau 2) este egal cu curentul care iese din cealalta borna din pereche (1' sau 2').

Diportul este deci caracterizabil prin :

cei doi curenti I₁ si I₂;

cele doua tensiuni de la porti U₁ si U₂.

Cu ajutorul majusculelor se noteaza amplitudini complexe in functie de ω.

Figura 1:

Cele patru marimi U₁, U₂, I₁ si I₂ pot fi determinate unic din patru relatii neomogene liniar independente. La cele doua porti se por scrie doua conditii.

C²₄ = 6 formalisme

Din aceste 6 formalisme vom studia formalismul Z si formalismul T

Formalismul Z Formalismul Lant

Impedantele imagine.

Pentru un uniport (2 - terminal) este binecunoscut conceptul de adaptare. Pentru un diport acest concept este generalizat prin introducerea unei perechi de impedante care realizeaza adaptarea la ambele porti. Se numesc impedante imagine - Z01 si Z02 - acele doua impedante care indeplinesc urmatoarele conditii: conectand la poarta 2 (respectiv 1) impedanta de sarcina Z02 (respectiv Z01), impedanta de intrare la poarta 1 (repsectiv 2) este egala cu Z01 (respectiv Z02). Definitia este ilustrata in figura 2:

Figura 2:

Rezulta ca un diport alimentat la poarta 1 cu un generator de impedanta interna Z01 si incarcat la poarta 2 pe impedanta Z02 realizeaza o structura electrica cu proprietatea ca impedantele vazute, la stanga si la dreapta in sectiunile 11' si 22' sunt gale (Z01 si respectiv Z02). Situatia este aratata in figura 3.

Figura 3:

Desfasurarea lucrarii:

Diportii care vor fi studiati sunt diporti rezistivi, adica sunt atenuatoare.

Aparatele folosite sunt: generatoare de semnal, multimetre si cutii de rezistente catodice. Se lucreaza in curent alternativ la frecventa de 4 KHz.

A. Se ridica schema de principiu:

Ra1 = Ra2 = 10 Ω

B. Se determina parametrii T ai primei sectiuni de atenuator.

Tabelul 1:

A = U₁^a/U₂^a ; B = U₁^b/ I₂^b ; C = I₁^a/ U₂^a ; D = I₁^b/ I₂^b ;

∆T = AD - BC.

C. Determinarea experimentala a parametrilor Z:

Tabelul 2:

Z₁₁ = U₁^a/I₁^a ; Z₁₂ = U₁^b/ I₂^b ; Z₂₁ = U₂^a/ I₁^a ; Z₂₂ = U₂^b/ I₂^b .

D. Determinam parametrul Z in functie de parametrul T, deci verificam princalcul rezultatele obtinute prin masuratori:

Z₁₁ = A/C = 0,18 KΩ

Z₁₂ = ∆T/C = 0,18 KΩ

Z₂₁ = 1/C = 0,18 KΩ

Z₂₂ = D/C = 0,89 KΩ

E. Folosind parametrii T determinati la punctul B calculam Z₀₁ si Z₀₂ si atenuarea pe imagine:

Z₀₁ = 150

Z₀₂ =800

g =1,43

F. Calculam eroarea:

δ = |g' - g|/g = 0,014

U₁ = 780 mV, U₂ = 440 mV

g' = 1,41

G. Calculam erorile:

δ₁ = |(Z₀₁' - Z₀₁)/Z₀₁| = 0.05 = 3%

δ₂ = |(Z₀₂' - Z₀₂)/Z₀₂| = 1.2 = 12%

Z₀₁' = 0,155 KΩ

Z₀₂' = 0,697 KΩ

H. Determinam experimental (cu ohmetrul) impedantele de imagine pentru cele trei sectiuni de atenuator folosind impedantele de scurt si gol.

Tabelul 3:

4) Raspunsuri la intrebari:

A. Cati parametrii sunt necesari pentru caracterizarea unui diport: oarecare, reciproc, simetric?

R. Pentru un diport oarecare avem nevoie de patru parametri, pentru unul reciproc de trei parametri (deoarece Z12 = Z21), iar pentru unul simetric de doar doi (deoarece si Z11 = Z22 ).

C. Gasiti un exemplu in care atenuarea de neadaptare coincide cu conditia de transfer maxim de putere?

R. Atenuarea de neadaptare (de exemplu la poarta 2) este negativa atunci cand Z02 este o bobina, iar Zs este un condensator sau invers.

D. Care dintre atenuarile introduse depind de sensul de propagare a puterii in diport?

R. Atenuarea de ecou depinde de sensul de propagare a puterii prin diport.