Κεφάλαιο 4 - ικτυώµατα

Transcript

1 Κεφάλαιο 4 ικτυώµατα F (συνέχεια( συνέχεια F

2 υντονιζόµενα Κυκλώµατα. Κύκλµα παράλληλου. Συχνότητα συντονισµού. Συντελεστής ποιότητας W mx η µέγιστη αποθηκευόµενη ενέργεια W tot η ολική ενέργεια που χάνεται ανά περίοδο στο συντονισµό Z Z (/ / χαρακτηριστική αντίσταση του δικτυώµατος Για > Q (µειώνεται η κατανάλση Για / > Q F

3 Τα ρεύµατα τν κλάδν στον συντονισµό. Ητάσηστονσυντονισµό είναι: I V I I I I I Z / Q I ηλ. το ρεύµα στουςκλάδους και είναι Q φορές το ολικό ρεύµα. Εύρος ζώνης και Q. Γιά + j j Y G + ( G + [ για << Υ G + j BW / Q + ( ] Ισοδυναµεί µε παράλληλο δικτύµατου οποίου το εύρος ζώνης στα -3dB είναι /. Κυµάτση και Q. V(t V e t / (t / T( π/ Q V(t Ve F 3

4 Κύκλµα σειράς. V / Q, Οι τάσεις στα άκρα τν και είναι Q φορές η τάση εισόδου. F 4

5 Κύκλµα περιορισµένου εύρους ζώνης Για Ηισοδυναµία τν κυκλµάτν προϋποθέτει και ότι Q / /. Μετασχηµατισµός της αντίστασης προς τα άν F 5

6 Κύκλµα περιορισµένου εύρους ζώνης (συνέχεια Για Ηισοδυναµία τν κυκλµάτν προϋποθέτει και ότι Q / /. Μετασχηµατισµός της αντίστασης προς τα κάτ F 6

7 Γενικά X X (Q + Q + ( Q Όπου Χ είναι το φανταστικό µέρος της σύνθετης αντίστασης. υκτυώµατα σαν µετασχηµατιστές αντιστάσεν. Z +jx Με δεδοµένη την αντίσταση της πηγής, ποιά αντίσταση φόρτου µεγιστοποιεί την ισχύ που αποδίδεται στον φόρτο; Η ισχύς εξόδου αποδίδεται στην. V Z +jx V I ( + V + (X + X Γιαναγίνειµέγιστη η ισχύς εξόδου πρέπει X -X οπότε πρέπει και > Για µέγιστη µεταφορά ισχύος πρέπει οι δύο αντιστάσεις να είναι συζυγείς µιγαδικές. F 7

8 ικτύµα Προσαρµογής τύπου-. > > Μετασχηµατισµός της αντίστασης προς τα άν. Για >> Q ( Επίσης : Q Q και X X Μετασχηµατισµός της αντίστασης προς τα κάτ. Z Ζ χαρακτηριστική αντίσταση του δικτυώµατος Με αυτό το δικτύµα έχουµε δύοβαθµούς ελευθερία (το και τον λόγο αντιστάσεν. Για ανεξάρτητο υπολογισµότουq χρησιόποιούνται άλλοι τύποι δικτυµάτν. Άσκηση : Να σχεδιαστεί δικτύµα τύπου- µε 5Ω, 5Ω, f GHz και BW5MHz. > F 8

9 ικτύµα Προσαρµογής τύπου-π. Το δικτύµατύπου-πισοδυναµεί µε δύοδιαδοχικά δικτυώµατα τύπου-. Q, Q ( + Το ολικό Q θα είναι: Q + Από εδώ υπολογίζουµε την αν δίνεται το Q και οι και. F 9

10 Στη συνέχεια υπολογίζεται το σαν: + Q Οι χρητικότητες υπολογίζονται σαν: Q και Q Αν δεχθούµε ότιq>> µπορούµε να ( + υπολογίσουµεαπλούστερατην : Q Με αυτό το δικτύµα λαµβάνουµε εύκολα υπ όψη µας τις παρασιτικές χρητικότητες. Άσκηση : Να υπολογιστεί δικτύµα τύπου-π µε τις ίδιες επιδόσεις µε αυτό τηςάσκησης. F

11 ικτύµα Προσαρµογής τύπου-τ. Το δικτύµα αυτό είναι δυαδικό του τύπου-π. > Το ολικό Q του δικτυώµατος είναι: Q ( + + Από όπου υπολογίζεται η. Στη συνέχεια υπολογίζονται τα: + Q Q, Q Το δικτύµα αυτόείναιχρήσιµο όταν τα παρασιτικά του φόρτου και της πηγής είναι αυτεπαγγικά. F

12 Συντονιζόµενο ικτύµα Προσαρµογής µε µεσαία λήψη πυκντών. Χρησιµοποιείται στους ταλανττές διότι συνδυάζει το συντονιζόµενο κύκλµα µε τηνπροσαρµογή αντιστάσεν χρίς υποβάθµιση του Q. Σε ένα κύκλµα χρίς απώλειες ο υποβιβασµός της τάσης συνοδεύεται από υποβιβασµότναντιστάσεν ανάλογο προς το τετράγνο του υποβιβασµού της τάσης, ώστε να διατηρηθεί η ισχύς: ( / j ( / j + / j + Γιαναεπιβεβαιθείαυτήησχέσηυπολογίζουµε την αγγιµότητα του συνδυασµού τν πυκντών µε την αντίσταση: Y j j ( + + Το πραγµατικό µέρος ισούται µε: Και για >> ( + G + G G ( + + Το n αντιστοιχεί στο λόγο σπειρών ενός ιδανικού µετασχηµατιστή που κάνει τον ίδιο µετασχηµατισµό αντιστάσεν µε το χρητικό διαιρέτη. F G n

13 Το φανταστικόµέρος της αγγιµότητας ισούται µε: Και για >> Q 3dB B Q Q + eq + ( + ( + + B Για µεγαλύτερη ακρίβεια, µετατρέπουµε το παράλληλο σε συνδυασµό σειράς, κατόπιν συνδυάζουµε τη µετηµετασχηµατισµένη και έχουµε ένα σειράς παράλληλα µε την, µετατρέπουµε το στο ισοδύναµο παράλληλο και βρίσκουµε την παράλληλη που θα είναι η. Για το σκοπό αυτό προσδιορίζουµε πρώτα το απαιτούµενο Q του δικτυώµατος. Η αντίσταση και η χρητικότητα σειράς θα είναι: Όπου το Q αντιστοιχεί στον παράλληλο συνδυασµό. Η αντίσταση σειράς µπορεί επίσης να γραφτεί: Επειδή: Q + ( Q + Q Q (Q + Q + Q (Q + Για τον υπολογισµότου, eq + Q + eq QQ Q F 3 (Q +

14 Συντονιζόµενο ικτύµα Προσαρµογής µε µεσαία λήψη πηνίν. Κύκλµα ανάλογοµετοπροηγούµενο. Και πάλι <. Προσδιορίζουµε πρώτα το απαιτούµενο Q του δικτυώµατος, οπότε: Q Q Στη συνέχεια µετασχηµατίζουµε τον παράλληλο συνδυασµό στον ισοδύναµο συνδυασµόσειράς: Επίσης µπορούµε ναγράψουµε και: Q ( Q + Q + Q (Q + Q + Αφού υπολογίσαµε τοq, γράφουµε: Q Q (Q + Γιαναυπολογίσουµε το : ( + Q (QQ Q Q + F 4

15 Συντονιζόµενο ικτύµα Προσαρµογής µε διπλήµεσαία λήψη. Αυξάνει την απαιτούµενη τιµήτου και µειώνει αυτή τν ώστε να φτάσουµε σεπιοπραγµατοποιήσιµες τιµές. Πρόβληµα: Στο δικτύµα τουσχήµατος, χρησιµοποιείστε τη µέθοδο του µετασχηµατισµού σειράς-παραλλήλου για να απλοποιήσετε το δικτύµα και να υπολογίσετε τησύνθετη αντίστασή του στα MHz, όταν 5Ω, KΩ, pf και nh. F 5