![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Компьютеры, Программирование
Компьютеры и периферийные устройства
Корректирующие цепи и линии задержки |
Реферат «Корректирующие цепи и линии задержки» 1. Назначение линий задержки и их основные характеристики При решении многих задач техники связи и родственных ей областей возникает необходимость в построении электрической цепи, которая запоминала бы аналоговый сигнал, а затем повторяла бы его на выходе цепи через заданное время. Такие цепи называют линиями задержки (ЛЗ). По конструктивному исполнению ЛЗ подразделяют на электрические, электромеханические, пьезоэлектрические, ультразвуковые, акустические, цифровые и т.д. Электрические ЛЗ являются наиболее распространенным типом, поэтому они и рассматриваются в дальнейшем. Независимо от принципа работы ЛЗ представляет собой четырехполюсник, на выходе которого сигнал появляется спустя некоторое время после подведения его ко входу , где - выходной сигнал, - входной сигнал, - время задержки. - коэффициент пропорциональности. ЛЗ может выполняться в виде единого блока, либо в виде системы с отводами. Вполне очевидно, что в идеальной ЛЗ должны выполняться условия безыскаженной передачи сигналов, т.е. При этом время задержки На рисунке 1 показаны графики некоторого входного и задержанного неискаженного выходного сигналов при . Рисунок 1 Передаточная функция идеальной ЛЗ не может быть реализована электрической цепью с конечным числом элементов R, L и С (характеристиками идеальной ЛЗ обладает длинная линия без потерь, что и используется в технике СВЧ). Описание реальной ЛЗ обычно осуществляется в рамках следующих основных характеристик и показателей: а) Характеристика группового времени задержки и величина отклонения характеристики группового времени задержки от идеальной (рисунок 2). В ряде случаев вместо требований к характеристике задают требования к ФЧХ или к характеристике рабочей фазы (см. рисунок 3). Рисунок 2 Рисунок 3 б) АЧХ линии задержки и величина ее отклонения от идеальной. Из условий безыскаженной передачи сигналов следует, что АЧХ ЛЗ должна быть постоянной величиной в рабочей полосе частот или отклоняться от этого значения на величину не превышающей некоторой заданной константы (рис. 4). Рисунок 4 В ряде случаев при расчете ЛЗ оперируют с логарифмическими единицами, например Помимо перечисленных характеристик, которые следует считать основными, ЛЗ часто характеризуют рядом дополнительных параметров (чувствительнотью ЧХ к воздействию дестабилизирующих факторов, числом отводов, массой и др.) Задаче синтеза ЛЗ имеет целью спроектировать линейный четырехполюсник, у которого АЧХ в рабочей полосе частот отличается от постоянной величины на не превышающее заранее заданное значение, а функция группового времени задержки или ФЧХ в этой же полосе частот изменяются также в заранее заданных пределах. Мерой отклонения реальной и идеальной характеристик при проектировании ЛЗ обычно служит чебышевской критерий близости, т.е. Если по заданию на проектирование время задержки достаточно велико, то ЛЗ составляют из нескольких одинаковых секций. При этом требуемое время задержки и погрешность аппроксимации характеристик для каждой секции должны быть уменьшены в (число секций) раз, поскольку при каскадно-согласованном или каскадно-развязанном соединении секций и будут суммироваться.
Главным этапом при расчёте ЛЗ является конструирование передаточной функции, удовлетворяющей заданным требованиям. После этого осуществляется выбор схемы реализации и расчёт элементов цепи. Линии задержки на фазовых звеньях У этого типа ЛЗ полностью снимается проблема АЧХ. Действительно, ОПФ фазового звена имеет вид Следовательно, Решая задачу синтеза ЛЗ на фазовых звеньях, необходимо найти такой полином Гурвица , у которого в заданном интервале частот функция аппроксимировала бы линейную зависимость . Интервал аппроксимации чаще всего ограничивается полосой частот , что характерно для ЛЗ видеосигналов. Для того чтобы решение было общим для любых конкретных значений аппроксимируемой функции удобно от переменной перейти к нормированной частоте , где – нормирующая частота, и нормированному времени При этом аппроксимируемая функция переходит в функцию , а интервал аппроксимации – в интервал . Обозначим . Тогда , а аппроксимирующая функция будет иметь вид: В свою очередь, учитывая свойства реактансных функций последнее выражение можно записать в виде где , Н – некоторая функция. а) Интерполирование линейной фазы Для приближенного воспроизведения заданной линейной зависимости можно применять интерполирование, расположив узлы интерполяции в равностоящих точках . Такие же значения будут принимать в этих точках аппроксимируемая и аппроксимирующая функции. Для получения указанных значений под знаком должны чередоваться ноль и полюс, то есть числитель и знаменатель должны поочередно обращаться в ноль. В таком случае, например, при четырех узлах интерполирования и Н &g ; 0, аппроксимирующая функция будет иметь вид Значение Н можно найти, если потребовать, чтобы в точке производная функции совпадала бы со значением производной . В рассматриваемом примере , а при малых , то . Приравняв это значение к единице, получим: График полученной функции Рисунок 5 Числитель найденной функции представляет собой нечетную, а знаменатель – четную части комплекса полинома Гурвица. Поэтому Собственно же полином Гурвица от нормированного переменного имеет вид б) Линии задержки с равноволновыми частотными характеристиками Из рисунка 5 нетрудно заметить, что отклонения аппроксимируемой функции и аппроксимирующей функции между узлами неодинаково. Поэтому найденное методом интерполирования решение, хотя и удовлетворительно воспроизводит заданную зависимость, следует рассматривать как первое приближение, которое затем можно уточнить. Трифоновым И.И. с помощью ЭВМ была найдена совокупность полиномов Гурвица различных степеней , у которых функция аппроксимирует линейную зависимость с минимальной в смысле Чебышева погрешностью. Например, полином четвертой степени имеет вид График разности показан на рисунке 6. Рисунок 6 в) Линии задержки с монотонными частотными характеристиками. Другим способом аппроксимации фазы является аппроксимация по Тейлору. В этом случае функции для точки находятся аналитически и включают в себя так называемые полиномы Бесселя, как разновидность полиномов Гурвица и т. д. (см. справочную литературу). Полиному Бесселя степени соответствует функция , которая в точке разлагается в ряд ,где есть коэффициенты ряда, которые выражаются через функции Бесселя, чем и обусловлено название рассматриваемых полиномов.
На рисунке 7 приведены графики для нескольких полиномов Бесселя младших степеней, а на рисунке 8 графики , аппроксимирующие постоянное групповое время Рисунок 7 Рисунок 8 Из рисунка 8 видно, что частотные зависимости группового времени прохождения ЛЗ являются максимально плоскими. Из него также видно, что интервал аппроксимации увеличивается с ростом степени полинома, а погрешность приближения монотонно возрастает с ростом 3. Линии задержки на фильтрах нижних частот В подавляющем большинстве случаев для ЛЗ этого типа используется ФНЧ с фазочастотными характеристиками, близкими к линейной зависимости. ОПФ такой ЛЗ имеет такой же вид, как и у обычного полиномиального ФНЧ: Рабочая фаза и функция группового времени задержки будут выражаться зависимостями: В качестве полиномов на практике могут быть использованы разновидности полиномов Гурвица, например, Бесселя, Трифонова и др. Если – полином Бесселя, то характеристика имеет максимально плоский вид (рис. 8). Схемы пассивной реализации такой ЛЗ имеют лестничную структуру, в которой в продольных ветвях стоят индуктивные элементы, в поперечных – емкостные, а в общее число реактивных элементов равно . Полиномы Трифонова обеспечивают наилучшее в смысле чебышевского критерия близости воспроизведение линейной ФЧХ в рабочем диапазоне частот. Естественно, что функция при этом равноволновый характер не сохраняет. Наибольшее практическое распространение получили ЛЗ, построенные на полиномиальных ФНЧ бесселевского типа. Основным недостатком, сдерживающим их широкое применение, является достаточно заметная неравномерность характеристики затухания &Del a;а в рабочей полосе частот. Заключение В данной работе рассмотрены направления синтеза пассивных линий задержки в LC базисе. При их проектировании следует использовать справочную литературу, например: Авраменко В.Л., Ланнэ А.А. «Электрические линии задержки и фазовозвращатели» – ВАС, 1969 г.; В случае реализации ЛЗ в ARC – базисе могут быть применимы любые из известных методов расчета со всеми присущими им особенностями. В качестве общего недостатка активной реализации следует отметить чрезмерную избыточность в схеме активных приборов. Литература1. Белецкий А.Ф. «Теория линейных электрических цепей » Москва 1986 - с. 513- 518. Белецкий А.Ф. « Линейные устройства аппаратуры связи. Конспект лекций» 3. Бакалов В.П. «Теория электрических цепей» Москва «Радио и связь» 1998 с. 404-411
Антенная решетка, элементы которой снабжены регулируемыми линиями задержки в тракте прохождения сигналов, за счет интерференции их с заранее рассчитанными фазами на входе приемника, обладает возможностью выбора нужного направления приема. Диаграмма направленности, собственно, и показывает величину усиления (ослабления) сигнала в зависимости от его направления. Лепестки диаграммы направленности - их еще называют "лучи" - отдельные направления, с которых антенная решетка принимает сигнал с бо,льшим усилением. Соответственно, с главного направления диаграммы антенна принимает сигнал с максимальным усилением. Однако физика интерференционных процессов определяет наличие и так называемых боковых лепестков диаграммы направленности антенной решетки - дополнительных направлений, с которых антенна также "охотно" принимает сигналы. На практике боковые лепестки мешают приему, так как направлены не на основной объект наблюдения и принимают не те сигналы, которые хотелось бы Ионосферные флуктуации. Ионизированный слой земной атмосферы, называемый ионосферой, весьма подвижен и оказывает значительное влияние на прохождение радиоволн из космоса до поверхности земли
1. Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока
3. Волоконно-оптические линии связи
9. Построение линии пересечения 2-х конусов и цилиндра
10. УСИЛИТЕЛЬ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ
11. Нерегулярные четырехполюсники или длинные линии
12. Усилитель радиорелейнойй линии связи
13. Построение новой железнодорожной линии
14. Проект по восстановлению воздушной линии связи на железнодорожном участке
15. Оптоволоконные линии связи
16. Усилитель радиорелейной линии связи
18. Измерение параметров и характеристик сверхвысокочастотных линий связи и их компонентов
19. Линии задержки
20. Междугородные кабельные линии связи
21. Проектирование сегментов радиорелейной линии связи
25. Использование линий электропроводки в качестве среды передачи информации
26. Переходные процессы в линейных цепях
27. Линия производства филе минтая мороженого, 25 т/сут
29. Определение нейтральной линии бруса и расчёт наибольших растягивающих и сжимающих напряжений
30. Организация производства на машиностроительных предприятиях с поточными линиями
31. Описание работы электрической схемы охранного устройства с автодозвоном по телефонной линии
32. Расчет переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
33. Метод моментов в определении ширины линии магнитного резонанса
35. Так где же линия Маннергейма?
37. Проектирование кабельной линии
41. Тонкая красная линия между пропагандой и PR
44. Разработка поточных технологических линий обслуживания животных для ферм крупного рогатого скота
45. Коммерческая деятельность на международных воздушных линиях
46. Карл Линней
47. Карл Линней
48. Построение местных сетей связи
49. Особенности построения корпоративных систем связи для крупных предприятий
50. Рецензия на рассказ И. А. Бабеля «Линия и цвет»
51. Буддизм и исмаилизм: точки пересечения и линии сопоставления
52. Гематологическая характеристика линя из узв и окуня оз. Виштынецкого
53. Проект кормоцеха для свиноводческого комплекса с разработкой линий сочных кормов
57. Анализ передачи периодических сигналов через линейные электрические цепи
58. Методы расчета линейных электрических цепей при импульсном воздействии. Спектральный анализ сигналов
59. Преобразование случайных сигналов в безынерционных нелинейных и инерционных линейных цепях
60. Расчет соединительной линии звукового вещания
61. Технология цифровой абонентской линии (Digital Subscribe Line, DSL)
62. Основные свойства и методы расчета линейных цепей постоянного тока
63. Технологическая линия производства вареных колбас
64. Технологическая линия производства творога
65. Распределение случайной величины. Эмпирические линии регрессии
66. Уравнение линии на плоскости
67. Организация поточной линии по выпуску трансформаторов
68. Линия "Формализация и моделирование" учебного курса "Информатика"
69. Линия производства пастеризованного молока
73. Проект автоматической линии для обработки детали "Вал-выходной"
74. Проект реконструкции линии производства формового хлеба на ОАО "Хлебозавод № 1" г. Воронежа
75. Проектирование роботехнических средств для поточных линий прядильного производства
76. Разработка автоматической линии для обработки детали типа "Вал"
77. Разработка технологической линии получения водки производительностью 2000 л/сутки
78. Расчет однопредметной прерывно-поточной линии
79. Расчет параметров постоянно-поточной линии
80. Технологическая линия переработки молока
81. Технологическая линия по производству кефира
82. Характеристика технологического оборудования поточной линии производства сухого обезжиренного молока
83. Этапы развития автоматизации производства. Создание и эксплуатация автоматических и роторных линий
84. Проектирование и исследование механизмов шагового транспортера автоматической линии
85. Перемещение товаров трубопроводным транспортом и по линиям электропередачи
89. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока
90. Исследование режимов работы источника, приемника и линии электропередачи постоянного тока
91. Линейные электрические цепи
92. Основные понятия и элементы линейных пассивных электрических цепей
93. Подключение линий передач к нагрузке с заданным сопротивлением
94. Расчет линейной электрической цепи
95. Расчет линейных электрических цепей переменного тока
97. Операторный метод расчета переходных процессов в линейных цепях