Исследование работы линии в режиме стоячих волн

 

1. Цель работы:

 

Исследовать распределение напряжения вдоль длинной линии в режимах холостого хода и короткого замыкания.

 

2. Литература:

Ю.С. Шинаков, Ю.М. Колодяжный «Теория передачи сигналов электросвязи.» М.: «Радио и связь» 1989г.

Г.И. Атабеков «Линейные электрические цепи» М.: «Энергия» 1978г.

 

3. Подготовка к работе:

3.1. Подготовить бланк отчёта.

3.2. Изучить теоретический материал.

 

4. Основное оборудование:

4.1. ПЭВМ с установленной САПР "Electronics Workbench 5 Professional!" (или аналогичная версия).

 

5. Задание:

5.1.Исследовать распределение напряжения и тока вдоль длинной линии в режимах холостого хода и короткого замыкания при разных частотах питающего генератора.

5.2.Построить графики распределения напряжения и тока вдоль длинной линии.

 

6. Порядок выполнения работы:

6.1.Включите ПЭВМ и загрузите ОС Windows.

6.2.Запустите САПР "ЕWB5.12Pro".

6.3.Загрузите проекта схемы "tps10_1.ewb",схема которого приведена на рисунке 1.

 

Рис.1

6.4.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.4.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 1, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.4.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.4.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 1.

6.5.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 1.

 

Таб.1

l,м

0(1)

U,В

U/Umax

 

6.6.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.7.Загрузите проект схемы “tps10_2.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.8.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.8.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 2, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.8.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.8.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 2.

6.9.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 2.

6.10.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.11.Загрузите проект схемы “tps10_3.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

 

6.12.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.12.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 3, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.12.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.12.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 3.

6.13.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 3.

 

Таб.2

l,м	0(0,1)	0,5		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5		6,5		7,5		8,5		9,5
U,В
U/Umax

 

Таб.3

l,м	0(0,001)	0,005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	0.035	0.04	0.045	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07	0.075	0.08	0.085	0.09	0.095	0.1
U,В
U/Umax

 

6.14.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.15.Загрузите проект схемы “tps10_4.ewb”, схема которого приведена на рисунке 2, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

Рис.2

 

6.16.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.16.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 4, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.16.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.16.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 4.

6.17. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 4.

 

Таб.4

l,м

0(1)

I,В

I/Imax

 

6.18.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.19.Загрузите проект схемы “tps10_5.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.20.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.20.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 5, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.20.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.20.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 5.

6.21. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 5.

6.22.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.23.Загрузите проект схемы “tps10_6.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

Таб.5

l,м	0(0,1)	0,5		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5		6,5		7,5		8,5		9,5
I,А
I/Imax

 

6.24.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.24.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 6, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.24.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.24.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 6.

6.25. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 6.

 

Таб.6

l,м	0(0,001)	0,005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	0.035	0.04	0.045	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07	0.075	0.08	0.085	0.09	0.095	0.1
I,В
I/Imax

 

6.26.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.27.Загрузите проект схемы “tps10_7.ewb”, схема которого приведена на рисунке 3, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

 

Рис.3

 

6.28.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.28.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 7, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.28.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.28.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 7.

6.29.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 7.

 

Таб.7

l,м

0(1)

U,В

U/Umax

 

6.30.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.31.Загрузите проект схемы “tps10_8.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.32.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.32.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 8, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.32.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.32.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 8.

6.33.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 8.

6.34.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

 

 

Таб.8

l,м	0(0,1)	0,5		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5		6,5		7,5		8,5		9,5
U,В
U/Umax

 

6.35.Загрузите проект схемы “tps10_9.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.36.Произведите измерение распределения напряжения вдоль длинной линии, для этого:

6.36.1.Установите длину линии в соответствии с таблицей 9, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле Length of transmission line (LEN). Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.36.2.Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.36.3.Запишите полученное значение напряжения в таблицу 9.

6.37.Рассчитайте значение относительной величины напряжения: U/U_max. Результат занесите в таблицу 9.

6.38.Постройте график зависимости U/U_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

 

Таб.9

l,м	0(0,001)	0,005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	0.035	0.04	0.045	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07	0.075	0.08	0.085	0.09	0.095	0.1
U,В
U/Umax

 

6.39.Загрузите проект схемы “tps10_10.ewb”, схема которого приведена на рисунке 4, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.40.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.40.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 10, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.40.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.40.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 10.

 

Рис.4

 

 

6.41. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 10.

 

Таб.10

l,м

0(1)

I,В

I/Imax

 

6.42.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

6.43.Загрузите проект схемы “tps10_11.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.44.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.44.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 11, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.44.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.44.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 11.

6.45. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 11.

6.46.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

 

Таб.11

l,м	0(0,1)	0,5		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5		6,5		7,5		8,5		9,5
I,А
I/Imax

 

6.47.Загрузите проект схемы “tps10_12.ewb”, на предложение сохранить изменения в проекте ответьте нет.

6.48.Произведите измерение распределения тока вдоль длинной линии, для этого:

6.48.1. Установите длину линии в соответствии с таблицей 12, дважды щёлкнув на значке длинной линии Itline 1, выберите вкладку Models, щёлкните на кнопке Edit и введите значение длины линии в метрах в поле LEN. Щёлкните на кнопке ОК в появляющихся окнах.

6.48.2. Запустите расчёт, дождитесь окончания переходного процесса и остановите расчёт.

6.48.3. Запишите полученное значение напряжения в таблицу 12.

6.49. Рассчитайте значение относительной величины тока: I/I_max. Результат занесите в таблицу 12.

6.50.Постройте график зависимости I/I_max=f(l), обратите внимание на то, что график строится от конца линии. Определите по графику длину волны и частоту сигнала.

 

Таб.12

l,м	0(0,001)	0,005	0.01	0.015	0.02	0.025	0.03	0.035	0.04	0.045	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07	0.075	0.08	0.085	0.09	0.095	0.1
I,В
I/Imax

 

7. Содержание отчёта.

7.1.Титульный лист.

7.2.Цель работы.

7.3.Содержание работы.

7.3.1.Схемы.

7.3.2.Таблицы.

7.3.3.Графики.

7.3.4.Необходимые расчёты.

7.4.Выводы и анализы полученных результатов.

8. Контрольные вопросы:

8.1.Перечислите первичные и вторичные параметры линий, объясните их смысл.

8.2.В чём сходство и различие режимов холостого хода, короткого замыкания и нагрузки линии реактивным сопротивлением?

8.3.В каком случае в линии будет режим стоячих волн?

8.4.Что называется коэффициентом отражения?

8.5.Как распределяются узлы и пучности напряжения и тока вдоль линии при различных нагрузках на её конце?

Методические указания по лабораторной работе

«Исследование работы линии в режимах бегущих и смешанных волн» разработал ёёёёёёёёёёёёёёёёё ёёёёёёёё, /Черевко А.И./,

к.т.н., доц. (подпись, дата).

 

Методические указания утверждены на заседании кафедры №6

Ёёёёёёёёёём мая 2003г., протокол № ёёёёёё ёёё

Заведующий кафедрой ёёёёёё ёёё /Гальперин В.Е./,

профессор (подпись, дата).

 

Начальник УМО ёёё ё /Выборных Е.Б./