Просмотр полной версии : Расчёт эквивалента линии
Andrej.CQ
12.10.2018, 12:46
Как известно, линию можно заменить её эквивалентом в виде П-звена ФНЧ.
Подскажите, пожалуйста, способ расчёта такого эквивалента линии определённой длины.
PS: Задать этот вопрос на форуме меня вдохновила статья Полякова "Квадратурный смеситель на встречных волнах" в журнале "Радио" номер 8, 2000 год, стр. 47-48. На рисунке 4, стр. 48, как раз и применено П-звено L2C9C10, которое является эквивалентом линии длиной лямбда/16 на частоте гетеродина 23 МГц.
Подскажите, пожалуйста, способ расчёта такого эквивалента линии определённой длины.
Тема интересная и для меня! Пока знаю как посчитать 1/4 и 1/2 лямбда П-контура. 1/4L контур имеет XC=XL=Rвх.=Rвых и Q=2.
1/2L это два 1/4L контура, соединенные последовательно. Эти контуры имеют фазовые сдвиги 90 и 180 градусов.
Andrej.CQ
12.10.2018, 15:59
Сейчас читаю книгу Полякова "Приёмники прямого преобразования для любительской связи", 1981 год, стр. 48.
Ведь по сути, постройка такого эквивалента линии - это постройка фазовращателя. Ведь те же 1/4 лямбда - это 90°, 1/2 лямбда - 180°, и т.д. Чувствую, что решение вопроса уже где-то совсем рядом, но не хотелось бы изобретать велосипед. Но, возможно, придётся таки подумать...
линии длиной лямбда/16
У этой линии Ф=57,6 градуса.
Andrej.CQ
12.10.2018, 16:12
Хм, а мне кажется, что Ф=22,5°, т.к. 360/16=22,5.
Vlad UR 4 III
12.10.2018, 16:43
Ведь по сути, постройка такого эквивалента линии - это постройка фазовращателя. Ведь те же 1/4 лямбда - это 90°, 1/2 лямбда - 180°, и т.д.А есть отличие между изменением фазы тока и напряжения между входом и выходом устройства и задержкой сигнала в устройстве?
Забыл картинку к скриншоту спайс (то же самое, что и в расчётах там):
298301
Andrej.CQ
12.10.2018, 17:10
Томас, благодарю. Если я правильно понял, то эти формулы для П-контура, где мы задаёмся углом Фи в радианах и находим значения индуктивности и ёмкостей?
Томас, благодарю. Если я правильно понял, то эти формулы для П-контура, где мы задаёмся углом Фи в радианах и находим значения индуктивности и ёмкостей?
Что за глюки на форуме? Не могу нормально цитировать, два сообшения в одно складывает.
To Влад,
Хороший вопрос, но в моём случае задержка роли не играет и ею можно пренебречь.
Андрей, по крайней мере так задумывалось. Симуляция в LTSpice согласуется. Вроде всё ровно.
Andrej.CQ
12.10.2018, 17:15
Спасибо, не знаком с программой LTSpice, поэтому не всё понятно на картинке. Например, задан параметр phi=pi/4*12/45. Почему именно так, и почему выбрано 12 градусов.
Я проверял разные цифры и так случилось, что закончил играться на этом месте.
Ведь те же 1/4 лямбда - это 90°
Только надо не забывать, что эти 90° будут на одной единственной частоте. Шаг влево, шаг вправо - и появится погрешность сдвига.
Tadas,
что эти 90° будут на одной единственной частоте. Шаг влево, шаг вправо - и появится погрешность сдвига.
Я б добавил "прыжок на месте, приравнивается к попытке к бегству, и стрельбе на поражение".
Если серьезно, в створе 3.5...3.8МГц, если удастся "сбухтовать" такой ВЧ ФВ, он мало помогает при такой ширине полосы, да еще меняющуяся по частоте нагрузку, а вот на 145МГц можно, достаточно малогабаритно.
не знаком с программой LTSpice
Вот специально для вас программка, играйтесь, подбирайте значения
Программа тут - www.cqham.ru/forum/showthread.php?38461-%D0%E0%F1%F7%B8%F2-%FD%EA%E2%E8%E2%E0%E B%E5%ED%F2%E0-%EB%E8%ED%E8%E8&p=1573759&viewfull=1#post15737 59
Леонид3,
Вот специально для вас программка,
На "безрыбье" даже в РФСим можно сделать аналог линии из нескольких десятков распределенных емкостей и индуктивностей :). (хоть там есть "линии", но "глухозаземленные", а для нестандартных, приходится и другие приемы применять).
Andrej.CQ, если вас интересует только фазочастотная характеристика системы при АЧХ = константе, погуглите ключевые слова "всепропускающий фильтр".
Andrej.CQ
13.10.2018, 09:25
Благодарю всех, что участвуете в обсуждении темы.
Конкретно по теме меня большего всего удовлетворил ответ Томаса в сообщении #8. Томас, хотелось бы узнать, из какой литературы эти формулы?
PS: Установил себе ngspice, уже осваиваю. Очень интересно. Осталось узнать, какой командой можно анализировать фазу.
Andrej.CQ, писать текстом формулы - дело неблагодарное и некрасивое, поэтому я набросал в LaTeX конечный результат и сделал скриншот. В основе вывода - ABCD-матрицы (описываем конденсаторы на землю, последовательную индуктивность как ABCD-матрицу, приравниваем результат к матрице кусочка линии и решаем). Если интересно - могу расписать.
upd: по spice - да должно заработать всё то, что я привёл в скриншоте на первой странице. Никаких расширений LTSpice там нет.
Нужно набросать схему, запустить AC анализ и посмотреть результат (должны быть либо графики, а если использовать .meas - то текстовый вывод, в LTSpice окошко открывается по Ctrl-L).
UA4NE,
погуглите ключевые слова "всепропускающий фильтр".
лучше "широкополосный фазоврщатель" (ИМХО).
Andrej.CQ
13.10.2018, 12:44
писать текстом формулы - дело неблагодарное и некрасивое
Возможно. Но всё равно интересно, хотя бы для более полного понимания работы ngspice. Про LaTeX "читал краем глаза", но не знаю пока, нужен ли он мне. Пока описываю простые схемы вручную в vi. Для более сложной можно использовать KiCad.
Если интересно - могу расписать.
Томас, мне очень интересно. Буду благодарен. Было бы неплохо, если бы Вы вставили сюда файл описания Вашей схемы. Хотелось бы попробовать её просимулировать также в ngspice. Вообщем, я пока учусь, читаю доку. Жаль, что только на английском...
Писать нетлисты в vi в 2018 это сильно, поставьте vim хотя бы!
LTSpice замечательно работает под wine-ом (скриншот был сделан как раз в вайном). Из недочётов LTSpice - странные хоткеи, которые лучше переназначить на что-нибудь по-удобнее. А так - замечательная программа.
То, что документация на английском — это же хорошо, подтянете его заодно.
298340298341
Andrej.CQ
13.10.2018, 14:55
Не вопрос. Имеется также графический Leafpad, можно и в нём писать нетлист.
298343
298344
Спасибо, Томас, за вложения! Сохранил себе, обязательно посмотрю.
Для ввода схем больше подходят графические редакторы схем, в 2018г нетлисты руками забивать — извращение ;)
Сейчас доступно много инструментов, которые облегчают жизнь простым смертным и экономят время. Грех их не использовать.
298351
Andrej.CQ
13.10.2018, 16:47
low-pass-pi-network-phase-shifter.pdf
Томас, огромное спасибо за эту статью! Мне было очень интересно узнать о таком методе расчёта электрических цепей. Уже почитал о математических операциях с матрицами, сейчас изучаю четырёхполюсники https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D1%82%D 1%8B%D1%80%D1%91%D1% 85%D0%BF%D0%BE%D0%BB %D1%8E%D1%81%D0%BD%D 0%B8%D0%BA
(https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D1%82%D 1%8B%D1%80%D1%91%D1% 85%D0%BF%D0%BE%D0%BB %D1%8E%D1%81%D0%BD%D 0%B8%D0%BA)
У меня возник вопрос по Вашей статье. Мне кажется, что там закралась ошибка в третьем уравнении системы. Не таким ли оно должно быть?
298352
Но так как система уравнений в дальнейшем решается только первыми двумя уравнениями, то эта ошибка нигде не отразилась на результате. Или я ошибаюсь?
Добавлено через 7 минут(ы):
Точно, wolfram есть на малинке ;)
Не таким ли оно должно быть?Так и есть, пропустил слагаемое. Для проверки решения можно подставить посчитанные L C в это уравнение и посмотреть, что получится.
Andrej.CQ
13.10.2018, 23:20
Тысячу благодарностей Томасу!
Наконец-то и мне удалось составить нетлист для Spice, сравнить сдвиги фаз линии 1/16 и П-фильтра расчитанного по формуле Томаса. Подставил значения LC и всё точно совпало с линией 1/16 :)
Точно 22,5° на частоте 23МГц.
298385
Andrej.CQ, какие значения C, L и R нагрузки у вас получились?
Andrej.CQ
14.10.2018, 09:24
L
0,1324µH
C
27,529pF
R
50
По формулам Томаса можно расчитать LC для любых сопротивлений и фаз.
Хм, а мне кажется, что Ф=22,5°
Как обычно забыл об Ку. кабеля!
Тысячу благодарностей Томасу, и Вам, Andrej.CQ, за тему, которая прибавила "масла" в мою голову!
По формулам Томаса можно расчитать LC для любых сопротивлений и фаз.
Попробовал посчитать L и C для 1/4L П-контура. У него Ф=90град.:
298522
Моделирование в RFSim. показало:
298523
Программа Thomas'а показала:
298524
По моим расчётам, когда XC=XL=Rвх/вых, должно быть, при R=50 Ом и F=7 МГц, L= 1,138 мкГн, C= 454,6 пФ.
Где я допустил ошибку?
Andrej.CQ
15.10.2018, 12:50
Где я допустил ошибку?
Ошибка в расчётах на калькуляторе.
298527
По формулам Томаса на частоте 7 МГц, Ф=90°, R=50 получается:
L
1,137µH
C
454,73pF
У меня всё работает, и в ltspice в том числе.
298528
Здесь поправил опечатку
298529
Программа Thomas'а показала: - я не имею к этому никакого отношения
когда XC=XL Получается резонанс, на котором у П-контура сдвиг ~180 градусов.
А формулы на калькуляторе всё правильно показывают, только искать сдвиг фаз на 22.5 градуса надо искать на частоте в ДВА раза ниже принимаемой (см. рисунок).
Кстати: на программке можно средней кнопкой мышки менять масштаб по вертикали и двигать график. А нажатие на любую кнопку выводит в заголовок координаты мыши на графике.
Ошибка в расчётах на калькуляторе.
Точно! Ошибся в угловых единицах. Считал в GRD, а надо было в DEG! Теперь всё получилось! Спасибо!
А формулы на калькуляторе всё правильно показывают, только искать сдвиг фаз на 22.5 градуса надо искать
Я думал этот калькулятор показывает фазовый сдвиг для любого П-контура.
Andrej.CQ
15.10.2018, 17:22
Здесь поправил опечатку
low-pass-pi-network-phase-shifter.pdf
Большое спасибо, Томас.
Я тут учусь работать с матрицами ABCD. Решил проверить возможность создания эквивалента линии с помощью Г-контура. Так как нужно рисовать формулы, то пришлось написать Вам письмо в PDF. Письмо прилагаю. Проверьте, пожалуйста. Спасибо.
298537
Andrej.CQ, ну и кстати: угол сдвига фаз в 22.5 градуса на частоте гетеродина верен лишь для ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ, для её (линии) имитатора в виде П-контура задержка фазы для входной частоты, которая в ДВА раза выше частоты гетеродина, совсем не будет равна задержке фазы для частоты гетеродина. Если уж считать теоретически, то надо суммировать ДВА угла фазы гетеродина и ОДИН угол принимаемой частоты.
А формулы на калькуляторе всё правильно показывают, только искать сдвиг фаз на 22.5 градуса надо искать на частоте в ДВА раза ниже
Леонид3, я правильно понял то, что Ваша программа узко-специализированная под угол 22,5 градуса? Если так, то можно-ли её доработать, что-бы она отображала реальный фазовый сдвиг любого П-контура на любой частоте? Спасибо!
SAM, программка считает на любой частоте, единственно что на графике диапазон 22.5+-0.125 градусов отображается толстой линией, в принципе это утолщение можно удалить, программке будет легче считать :smile: К тому же для ЛЮБОГО П-контура надо ввести отдельные значения входных / выходных ёмкостей и сопротивлений. Если надо, могу подкорректировать :roll:
Проверьте, пожалуйста. Спасибо.Отрезок линии - симметричный четырёхполюсник, а вот Г-звено - нет: http://eelib.narod.ru/toe/Novg_2.01/12/Ct12-3.htm
Для прямой замены отрезка линии на фикс. частоте можно использовать Т/П ФНЧ/ФВЧ
К тому же для ЛЮБОГО П-контура надо ввести отдельные значения входных / выходных ёмкостей и сопротивлений.
Я вводил данные для 1/4L П-контура у которого XC=XL=Rвх.=Rвых.=50 Ом и фазовый сдвиг равен 90 градусов. Для 7 МГц это: C1=C2=454,7 пФ и L1=1,137 мкГн. В Вашей программе я ожидал увидеть 90 градусов на 7 МГц, но там 26 градусов!?
298596
Andrej.CQ
16.10.2018, 11:54
Проверил в Спайсе, всё точно.
298602
298603
Если надо, могу подкорректировать
Есть программа R3KAS "Расчет импеданса реактивного четырехполюсника нагруженного на активное сопротивление", но она без графики. Хотелось бы с графикой.
298609
Сергей Викт
16.10.2018, 17:55
Пока не умею.
Коллеги, прошу прощения, но в выложенной ранее программке непростительная ошибка -- забыл поставить МИНУС реактивного сопротивления конденсатора :oops: :cry:
SAM спасибо, что подсказали про 90 градусов :пиво: С меня П-контур (чуть позже, сегодня посещал зубного, неделю мучился, но само не прошло :D )
Выкладываю исправленную.
Леонид, большое спасибо за новую версию Вашей полезной программы! Ещё небольшой нюанс: не отображается область отрицательных фаз. График как-бы обрывается, и не понятно, что там выше частоты, где фаза равна 90 градусов. Надеюсь посещение доктора будет удачным. Здоровья Вам!
С меня П-контур
Спасибо! Хотелось бы иметь возможность в качестве нагрузки П-контура подключать не только активную нагрузку, но и реактивную, и видеть графически изменение R+/-jX на другом конце П-контура в зависимости от частоты. Всё можно посчитать и на калькуляторе, но громоздко и обязательно ошибёшься где-нибудь.
SAM, график управляется средней кнопкой мыши -- колёсиком меняется масштаб по вертикали, а нажатой кнопкой можно двигать в любую сторону. Окно можно растянуть хоть на весь экран.
(Посещение зубного врагу не пожелаешь, выходишь ещё без зубов, но уже без денег :-P )
SAM, SPICE, AC анализ вам в руки и вперёд!
Можно смотреть фазу, амплитуду, импеданс и его состав, отражения, хоть для П-контура, хоть для Г или Т да и всего, что нарисуете.
Рекомендую LTSpice. Маленький, бесплатный, работает и кушать не просит.
SPICE, AC анализ вам в руки
У меня "тяжёлый случай": Интернет только на работе с лимитом на скачивание всего 10 МБ в сутки! И компьютер 32 разряда, а LTSpice требует 64! Так-что хорошо что RFSim и GALANA работают.
Andrej.CQ
17.10.2018, 12:07
32-битный LTspiceIV для Windows XP доступен для скачивания с официального сайта.
http://ltspice.analog.com/software/LTspiceIV.exe
(http://ltspice.analog.com/software/LTspiceIV.exe)
Только что скачал себе и установил на 32-битную WinXP. Прекрасно работает. При установке предлагает обновить на новую версию, нужно отказаться.
Размер 16,4 Мб. Можно попросить кого-нибудь скачать.
Можно попросить кого-нибудь скачать.
Спасибо, Андрей! Я так и сделал, вот мне и скачали: я грузить, а комп и говорит: " Не является приложением Win32".
Благодарю! Всё получилось по Вашей ссылке!
298680
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot