Передача импульсного сигнала через полосковую линию
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана
Курсовая работа по дисциплине Электротехника
Передача импульсного сигнала через полосковую линию
Вариант №4
Группа ИУ3-42
Студентка: (Ахунзянова Е.Х.)
Руководитель: (Николаев С.С.)
Москва 2012
Содержание
1. Введение
. Техническое задание на курсовую работу
.1 Задание на выполнение курсовой работы
.2 Обозначение и единицы измерения
.3 Характеристики длинной линии
.3.1 Первичные параметры линии
.3.2 Вторичные параметры линии
.3.3 Характеристика приемника нагрузки
.3.4 Характеристика сигналов
.3.5 Частотные характеристики
.3.6 Спектральные характеристики
.4 Исходные данные
. Расчет передаточных характеристик формирователя входных импульсов
.1 Расчет передаточных характеристик
.2 Расчет переходной характеристики
.3 Расчет реакции схемы устройства на единичный импульс
.4 Расчет реакции схему устройства на последовательность прямоугольных импульсов
. Анализ и разработка выходных сигналов корректирующего устройства
.1 Разработка корректирующего устройства
. Полосковая линия передачи как длинная линия
.1 Расчет первичных параметров полосковой линии
.2 Расчет вторичных параметров полосковой линии
. Расчет спектральных характеристик
.1 Импульсный одиночный сигнал
.2 Спектральные характеристики последовательности импульсов
. Описание выходного сигнала
.1 Реакция на импульсный входной сигнал
.2 Реакция на периодический входной сигнал
8. Оценка качества передачи линии с помощью преобразования Лапласа
Выводы
Заключение
Список литературы
1. Введение
В устройствах автоматики и цифровой техники для обработки управляющих сигналов используются прямоугольные импульсы. Учитывая тот факт, что практически любая электрическая цепь содержит реактивные элементы, параметры которых зависят от частоты, прохождение электрических сигналов в устройствах сопровождается искажением их формы. Условием неискаженной передачи сигналов через четырехполюсник является выполнение условий, которые предполагают, что модуль коэффициента передачи должен быть постоянным во всем диапазоне частот, а фазо-частотная характеристика должна быть линейной.
На практике такие условия обычно не выполняются, и для того, чтобы восстановить исходную форму сигнала используются корректирующие четырехполюсники. Зависимость от частоты комплексный коэффициента передачи электротехнического устройства оценивается с помощью характеристики, которая носит название мера передачи g = a+jb, где: a - коэффициент затухания, b - коэффициент фазы.
Активные корректоры строятся с использованием промежуточных звеньев в виде четырехполюсников с большим (теоретически бесконечно большим) входным сопротивлением и малым, близким к нулю, выходным сопротивлением. К таким корректорам не предъявляются требования согласования их характеристических сопротивлений. Постоянная передача такого корректора определяется из соотношения:
В некоторых случаях возможно применение корректоров комбинированного типа, когда активные элементы используются лишь для развязки четырехполюсников, но не влияют на их частотные и амплитудные характеристики. Теоретически одним корректором можно компенсировать и амплитудные, и фазовые искажения. Однако на практике очень часто используются отдельно включенные амплитудный и фазовый корректоры, так как использование отдельных корректоров в некоторых случаях позволяет повысить качество корректирования. В то же время совместное использование амплитудного и фазового корректора предъявляет к схемам корректирования ряд дополнительных требований.
Объектом второй части исследования является несимметричная полосковая линия передачи. Она представляет собой протяженную электродинамическую структуру, геометрические параметры которой выбраны так, что распространяющийся сигнал можно считать зависимым только от продольной координаты. Таким образом, передача в основном осуществляется вдоль полосковой линии (в слое диэлектрика) и направляется полосковым проводником.
Полосковые линии используются в технике сверхвысоких частот (от миллиметрового до дециметрового диапазона длин волн), при этом электромагнитная энергия передается по диэлектрику, разделяющему электроды. В данной работе исследуется прохождение через полосковую линию наносекундных импульсов без высокочастотного заполнения. Такая передача имеет место в компьютерной технике.
Рис. 1: Полосковая линия передачи
Строгий анализ распространения даже гармонических сигналов в полосковой линии очень сложен. Однако, и в полосковой, и в коаксиальной линии основная энергия передается поперечной электромагнитной волной. Поэтому с достаточной степенью достоверности можно провести такой анализ путем сопоставления этих линий на базе теоретической модели длинной линии. Специфическими будут зависимости первичных параметров длинной линии от реальных свойств полосковой линии.
Если бы полосковая линия не имела потерь, то любой сигнал распространялся бы через нее без искажений, не изменяя своей формы. При несогласован?/p>