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时间:2019-11-28
《电路分析基础(第2版)指导与解答作者:曾令琴指导与解答11》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第11章均匀传输线木章在介绍均匀传输线的正弦稳态响应方程式的基础上,对均匀传输线上的波和传播特性进行了讨论。一对均匀传输线有两个端口,这一点与集总参数电路中的二端口网络相似。因此,在列出传输线始端与终端间电圧、电流关系式之后,同样可以用第10章中介绍的二端口网络的分析方法去进行研究。但要注意,均匀传输线研究的主要问题是传输线上的参数对沿线上电压、电流的彫响,通常是把终端的电压和电流或者把始端的电压和电流作为已知条件给出,然后再对传输线上各处的电压利电流进行求解。本章的学习重点:•不同负载情况下,均匀传输线上电压、电流的波动性质;•行波的概念及特性阻抗和传播常数的意义,特性阻抗和传播常数的计算关
2、系;•无损耗传输和不失真传输的条件;•均匀传输线的止弦稳态过程。11.分布参数电路的概念1、学习指导(1)分布参数电路均匀传输线属于分布参数电路。分布参数电路与前些章介绍的集总参数电路不同,描述集总参数电路的方程一般是常微分方程,自变量只冇一个;而描述分布参数电路的方程是偏微分方程,自变最包括时间/和空间长度z两个。因此,分布参数的均匀传输线上,传输线上的电流和电压既是时间的函数,又是距离的函数,它们反映的实际上是传输线周围磁场和电场作用的结果。任何导线上都存在着电阻和电感,两根平行导线Z间还或多或少的存在电容和漏电导,在均匀传输线上电流波和电压波传播的过程中,传输线上的电感和电容比电阻和漏电
3、导冇着更重要的实质性意义。分布参数电路的均匀传输线,其长短只是一个相对的概念,计算过程中传输线的长度取决于它与它上面通过的电压、电流波波长乙间的相对关系。集总参数电路中的电压、电流从电路的始端到电路终端,理论上其“作用”瞬间可以完成,但在分布参数的电路中,电压、电流的作用实现是需要一•定时间的。(2)分布参数电路的分析方法对于分布参数的电路,可以用电磁场理论,也可用电路理论进行分析。采用电路理论分析时,首先将传输线分为无限多个无穷小尺寸的集中参数单元电路,每个单元电路遵循电路的基本定律,然后将各个单元电路级联,去逼近真实情况,所以各单元电路的电压和电流既是时间的函数,又是距离的函数。2、学习检
4、验结果解析(1)在什么条件下,一•个电路应采用分布参数分析?解析:集总参数的电路和分布参数的电路,是以电路的尺寸及在电路中传输的信号波长相比较为依据进行划分的。当传输线的儿何尺寸/与工作频率所对应的波长入可相比拟时,传输线就不能再用集总参数的电路理论进行分析,而要用分布参数的电路进行讨论。即满足入<100/条件时,电路可按分布参数电路分析。(2).在采用电路理论分析分布参数电路时,分析方法的思路是怎样的?解析:集总参数的电路分析是把电路中的电场和磁场分开,电场只与电容元件相关,磁场只与电感元件相关,两种场之间不存在相互作用。而在分布参数的电路中,则必须考虑电场和磁场之间的相互作用。因此,分布参
5、数电路既可以用电磁场理论进行分析,也可以用电路理论进行分析。采用电路理论进行分析时•,首先将传输线分为无限多个无穷小尺寸的集总参数单元电路,每个单元电路遵循集总参数电路的基本定律,然后将各个单元电路级联,去逼近真实情况,所以各单元电路的电压和电流既是时间t的函数时间,又定距离z的函数。11.2均匀传输线的正弦稳态响应方程式1、学习指导(1)均匀传输线的概念常用的传输线是平行双导线和同轴电缆,平行双导线是由两条直径相同、彼此平行布放的导线组成;同轴电缆线由两个同心関柱导体组成。这样的传输线在一段长度内,可以认为其参数处处相同,故称Z为均匀传输线。(2)均匀传输线的微分方程的稳态解略2、学习检验结
6、果解析(1)何谓均匀传输线?解析:在研究传输线时,不仅要考虑到导线的电阻,还要考虑到与导线有关的电感、电容及漏电导。如果传输线的电阻和电感以及传输线间的电导和电容是均匀沿线分布,这种传输线就可视为均匀传输线。即在传输线的一段长度内,如果其参数处处相同,则该段传输线就称为均匀传输线。(2)写出传输线上的特性阻抗Zc和传播常数卩的表达式,并说明它们与什么参数冇关?解析:传输线上任意一点处的行波电压与行波电流的比值称为特性阻抗,特性阻抗与传输线上参数的关系式为传输线上的传播常数v表示了行波经过单位长度后振幅和相位的变化情况,其表达式反映了它与电路参数之间的关系,即Y=+jeL)(G+ja)C)笛・3
7、均匀传输线上的波和传输特性1、学习指导(1)行波、入射波、反射波和驻波随着时间的增长而不断向一定方向运动的波称为行波,行波既是时间的函数乂是空间的函数;当行波行进方向由传输线的始端移向终端(即从电源到负载)时,称为入射波;行波行进的方向由传输线的终端移向始端(即从负载到电源)时,则称为反射波,传输线上各处的线间电圧都可以看成是两个向相反方向传播的行波(入射波和反射波)的合成。在传播过程中波的空间位
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