Эксплуатационные параметры четырехполюсников

Режим согласованной нагрузки необходим, прежде всего, в тех устройствах, например воздушных и кабельных линиях передачи сигналов, в которых должны отсутствовать отражения сигналов и их искажения, вызванные отражениями. Расчет передачи сигналов получается наиболее простым также при согласованной нагрузке: при заданных характеристических сопротивлениях условия передачи сигналов полностью определяются постоянной передачи .

На практике четырехполюсники часто имеют несогласованную нагрузку. В этом случае для сравнения режимов работы при различных несогласованных нагрузках вводятся удобные для расчетов и измерений эксплуатационные параметры, которые далее получены для пассивных четырехполюсников.

Полной мощности в числителе (8.28) можно дать и другое толкование. Такая же мощность получается и при непосредственном подключении приемника к источнику питания (см. рис. 8.15, а) при выполнении условия согласования источника . Таким образом, можно считать, что постоянная ослабления (8.42) характеризует отношение полной мощности приемника при его непосредственном подключении к источнику и согласовании приемника с источником к полной мощности приемника при включенном четырехполюснике (см. рис. 8.15, б) и согласовании на входе и на выходе, т. е. при

При отсутствии согласования на выходе или на входе условия передачи сигналов изменяются. Изменение сигнала попрежнему оценивают отношением полной мощности при его непосредственном подключении к источнику (см. рис. 8.15, а) и к полной мощности приемника при включенном четырехполюснике (см. рис. 8.15, 6) и заданном сопротивлении , при этом и полная мощность приемника иная, так как нагрузка несогласованная.

При отсутствии согласований вместо постоянной ослабления вводится параметр

который называется рабочей постоянной ослабления (рабочим затуханием).

Если вместо модулей напряжений и токов взять их комплексные значения , то по формуле, аналогичной (8.48), определяется рабочая постоянная передачи, которая характеризует изменение полной мощности из-за влияния четырехполюсника и отличия сопротивления нагрузки от внутреннего сопротивления источника питания:

(в числителе и знаменателе, конечно, не комплексные мощности).

Мнимую часть рабочей постоянной передачи

называют рабочей постоянной фазы.

Для расчета постоянных передачи и ослабления введем понятие о приведенном сопротивлении , где - ЭДС источника и - ток приемника в схеме на рис. 8.15, б. Подставив в уравнение для входного контура напряжение и ток по (8.1а), получим

откуда с учетом равенства найдем приведенное сопротивление

Отношение - это одна из передаточных функций цепи на рис. 8.15, б.

Так как по (8.40) то рабочая постоянная передачи

и рабочая постоянная ослабления (в неперах и децибелах)

Ясно, что в отличие от постоянных передачи и ослабления рабочие величины зависят не только от параметров четырехполюсника, но и параметров источника и приемника. Один и тот же четырехполюсник при совместной работе с различными источниками и приемниками вызывает неодинаковые ослабления сигналов.

Если четырехполюсник задан не коэффициентами уравнений типа А или другого типа (для перехода к коэффициентам матрицы А можно воспользоваться табл. 8.1), а вторичными параметрами, то в (8.51) для приведенного сопротивления следует заменить коэффициенты из (8.39). Формула (8.53) для рабочей постоянной ослабления после преобразований приводится к виду

где

- коэффициенты несогласованности ("отражения") на входе и выходе, четырехполюсника.

Если постоянная ослабления А > 1,5 Нп, то последним слагаемым в (8.54) можно пренебречь. Действительно, в этом случае , и так как , то последнее слагаемое меньше 0,046 Нп.

На практике часто сопротивления нагрузки и источника резистивные: . В этом случае - максимальная активная мощность, которую можно получить от источника (см. раздел), а - активная мощность приемника, включенного в качестве нагрузки четырехполюсника (см. рис. 8.15, б) и рабочая постоянная ослабления по (8.48)

или

Если четырехполюсник не имеет потерь, то - это максимальная активная мощность, которую может получить приемник с сопротивлением от данного источника. Следовательно, максимальное напряжение приемника определяется из равенства

Рабочей передаточной функцией называют величину

Ее модуль

- это рабочая амплитудно-частотная характеристика и

Рабочие параметры, передаточные функции и входные параметры нагруженных четырехполюсников называют еще внешними характеристиками четырехполюсника.

Дополнительно по теме