Блок согласования БС-1 генератора с щитом АВР
БС 1 — блок согласования 1, предназначен для согласования команд с щита АВР для автоматизации запуска генератор с управлением приводом заслонки, топливным клапаном, стартером и регулировкой состояния заслонки с помощью температурного датчика.
Для чего нужен БС-1
Не всегда имеется возможность и желание самому завести генератор, для этих целей нами был разработан блок согласования, который облегчает процесс подключения и адаптации электрогенератора с щитом автозапуска. Данный модуль согласования БС-1 дополняет возможности контроллеров datakom dkg, добавляя возможность управления заслонкой генератора.
В блоке согласования БС-1 присутствуют все необходимые реле:
- Реле управления воздушной заслонкой генератора (подсосом)
- Реле зажигания
- Реле топливного клапана
- Сильноточное реле стартера
С помощью БС-1, очень легко и просто автоматизировать генератор! Вам необходимо лишь подключить несколько проводов к генератору по прилагаемой схеме.
Схема подключения блока согласования БС-1 с щитом АВР (DKG)
На рисунках 1,2 приведены стандартные схемы подключения блока согласования электрогенераторов с щитами АВР на базе контроллеров Датаком ДКГ и с другими. При возникновении вопросов по установке и эксплуатации БС-1 обращайтесь по почте указанной в разделе «Контакты». В случае если БС-1, не решает все поставленные перед Вами задачи, обращайтесь к нашим специалистам для подбора необходимого оборудования.
Технические характеристики:
- Напряжение питания: 8-20 вольт
- Время закрытия заслонки секунд: 1 или 5
- Время открытия заслонки секунд: 1 или 5
- Управление заслонкой с учетом температуры генератора при подключенном температурном датчике
- Выход для свечей подогрева дизель: ДА
- Время работы свечей подогрева секунд: 5
- Работа с электроприводами заслонки «Кольцо», «Рычаг», «Универсал»
Купить блок согласования БС-1 для генератора
Перед тем как приобрести БС-1, Вам необходимо убедится, что Ваш щит автоматики выдает необходимые команды:
- Зажигание — «FUEL»
- Стартер — «CRANK»
Блок согласования БС-1, у нас в наличии. Для приобретения Вам необходимо оформить заказ на сайте или позвонить по указанному телефону.
Авторские права защищеныБлок согласования фаркопа Artway SC-100 + комплект проводки
Блок согласования предназначен для того, чтобы при подключении прицепа к автомобилю не происходило увеличения нагрузки на бортовую сеть. За счет этого исключается возможность неправильной работы световых приборов на автомобиле и прицепе и возникновение ошибок на приборной панели. Работает для подключения всех классов автомобилей с раздельным управлением ламп. Поддерживает диодные фонари.
Функции блока согласования Artway
- управление задними указателями поворота;
- управление задними габаритными огнями;
- управление задними стоп-сигналами;
- управление задними противотуманными фонарями.
Блок Artway – надежно и выгодно
- Высокий уровень надежности и работоспособности оборудования; а также благодаря подготовленной розетке сокращает время установки фаркопа;
- подготовленная розетка сокращает время установки;
- в отличие от обычного электрокомплекта, при подключении модуля Artway с проводов задних фонарей снимается только сигнал, а питание самого модуля и прицепа осуществляется от аккумулятора автомобиля при помощи силового кабеля.2;
- Широкий диапазон допустимых напряжений питания: от 9 до 30В;
- Диапазон рабочих температур: от — 40С ͦ до +70С ͦ;
- Материал — высококачественный пластик, устойчивый к низким температурам и механическим воздействиям;
Как подключить
Схема подключения
Подробнее
Все современные автомобили оснащены электронными системами для улучшения комфорта и безопасности водителей (ABS, TSP, ESP и др). При этом требуется огромное количество проводов для соединения всех этих устройств. Чтобы решить эту проблему производители используют систему CAN-BUS — все сигналы идут всего лишь по 2-м проводам.
Когда нужно отобрать нужные сигналы, производители ставят блок дешифровки, от которого идут провода непосредственно к потребителям: к фонарям тормозной системы, противотуманным фарам, габаритным огням, поворотникам.
При такой схеме электропитания подключение электрооборудования фаркопа к соответствующим лампочкам автомобиля вызовет, естественно, изменение сопротивления в электроцепи, которое фиксируется системами Check Control и обнаружения перегоревших ламп, и ведет к блокировке соответствующей цепи.
Кроме этого в этом случае подключенные световые приборы фаркопа могут работать некорректно, например, при включении поворотника горит сигнал торможения.
Чтобы этого не случилось, необходима установка блока согласования (Smart Connect), который подключается через отдельный провод к 12В автомобиля и не вызывает измения нагрузки в электрической цепи автомобиля.
Для каких автомобилей нужен блок согласования
Модуль согласования необходимо устанавливать на автомобили, оснащенные слудующими системами:
- Система электронного контроля с переменным напряжением.
- Автомобиль с мультиплексной проводкой.
- Система CAN BUS data ( с бортовым компьютером)
- Система CHECK CONTROL
- Cистема обнаружения перегоревших ламп (SFL)
- Система питания освещения с маленьким напряжением.
- Светодиодная система освещения.
В автомобилях оснащенных такими системами прямое подключение обычной розетки для ТСУ приведет к повреждению автомобиля. Установка модуля смарт коннект позволяет исключить дополнительную нагрузку на электрическую сеть автомобиля и стабилизирует напряжение сети. Коннектор устойчив к скачкам напряжения и короткому замыканию, так как подключается непосредственно к аккумулятору автомобиля через предохранитель на 15А.
Сомневаетесь ставить или сэкономить?
При установке на нашем СТО можно проверить необходимость блока согласования. Сначала мы подключим обычную проводку и протестируем работу электрооборудования без блока. Если компьютер не будет выдавать ошибку – значит можно использовать фаркоп без блока согласования. В других случаях – установка блока обязательна!
Использованы материалы сайта alta-karter.ru
12. Блок согласования каналов типа бск
Назначение. Блок БСК (черт. 601.33.94) предназначен для работы на усилительных пунктах и объединения выходов нескольких индивидуальных усилителей каналов ТС.
Некоторые конструктивные особенности. Блок типа БСК (см. рис. 19) включается в схему с помощью 22-штырного разъема. Электрическая принципиальная схема блока БСК показана на рис. 24.
Наименование и тип элементов, примененных в блоке БСК, приведены в табл. 16.Таблица 16
Наименование и тип элементов, примененных в блоке БСК
Условное обозначение на рис. 24 | Наименование элемента | Тип элемента |
R1, R15 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-10 кОм ±10%-А |
R2, R16 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-1,5 кОм ±10%-А |
R3, R5, R17, R19 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-1 кОм ±10%-А |
R4, R18 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-470 Ом ±10%-А |
R6, R20 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-51 Ом +10%-А |
R7, R13, R14, R21 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-27 Ом ±10%-А (параллельно соединены 3 шт.) |
R8, R22 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-36 Ом ±10%-А |
R10, R24 | Резистор | ПП2-20-150Ом±10% |
R11, R25 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-390 Ом ±10%-А |
R12, R26 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-200 Ом ±10%-А |
R9, R23 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-36 Ом + 10%-А (параллельно соединены 3 шт.) |
R27, R28 | Резистор | МЛТ-0,5 Вт-27 Ом ±10%-А |
С1,С2, С5, С6 | Конденсатор | МБГО-2-160 B-20-II |
СЗ.С7 | Конденсатор | БМ2-200-0.01 ±10% |
С4, С8 | Конденсатор | МБГО-2-160 В-30мкФ-II |
VD1.VD3 | Стабилитрон полупроводниковый | Д814А |
VD2, VD4 | Стабилитрон | КС-168А |
VT1.VT3 | Транзистор | МП41А |
VT2, VT4 | Транзистор | П214 |
TV1 | Трансформатор | Черт. 644.25.61-24 |
TV2, TV5 | Трансформатор | Черт. 644-25.61-06 |
TV3, TV6 | Трансформатор | Черт. 644.25.61-05 |
TV4 | Трансформатор | Черт. 644.25.61-24 |
500—800 Гц для усилителя ТУ и частотой 1025—3025 Гц для усилителя ТС (перемычка установлена в гнезде «2,4 Нп»). Уровень на выходе соответствующего усилителя БСК соответственно -6,95±0,87 дБ (0,8±0,1 Нп), -13,9±0,87 дБ (1,6±0,1) Нп, -21±0,87 дБ (2,4±0,1 Нп) при установке перемычки последовательно в гнезда «1,6 Нп», «0,8 Нп», «0 Нп».
Удлинители в блоке БСК обеспечивают затухание до 6,9 дБ (0,7 Нп) ступенчато через 0,87 дБ (0,1 Нп) на всех частотах каналов ТУ и ТС.
Схема проверки блока БСК приведена на рис. 25. Для проверки уровня сигнала в блоке БСК на вход соответствующего усилителя от генератора подают сигнал частоты канала ТУ через резистор 620 Ом или канала ТС также через резистор 620 Ом. На выходе усилителей ТУ и ТС должна быть включена нагрузка 620 Ом. Удлинители при этом должны быть выключены.
Для проверки затухания удлинителей блоков БСК производят последовательное их включение, при этом уровень на выходе усилителя должен соответственно понизиться.
Монтаж блока БСК выполняется проводами марок ПМВГ-0,2 мм2 и МГШВЭ-0,35.
Контактная система аналогична ранее описанному генератору ЦГ-2 (см. рис. 4).
Габаритные размеры приведены на рис. 19; масса 8,5 кг.
Блок согласования антенны с приёмником
Вопросам согласования входа приёмника с антенной следует уделять большое внимание, т.к. хорошее согласование позволяет увеличить реальную чувствительность и улучшить подавление зеркального канала. Если связь с антенной сделать переменной, то появится возможность регулировки усиления по входу, что весьма полезно при наличии мощных мешающих станций.
Как известно, провод антенны обладает распределённой ёмкостью, индуктивностью и активным сопротивлением. Можно настроить в резонанс антенный контур, в который входят распределённые L, C и R провода и катушки связи, с входным контуром приёмника. Если катушку связи сделать переключаемой, то получить резонанс в антенном контуре несложно. Антенный и входной контуры приёмника образуют двухконтурный фильтр с большим коэффициентом передачи по напряжению. Полоса такого фильтра невелика, но достаточна для растянутого КВ диапазона. В диапазонах с большим перекрытием ( 1,5 – 3,0 раза ) перестройка антенного контура неудобна. Если оставлять резонансную частоту антенного контура неизменной, то коэффициент передачи и чувствительность приёмника в пределах диапазона получаются слишком неравномерными. Для улучшения равномерности коэффициента передачи в диапазонах ДВ, СВ и обзорном КВ резонансную частоту антенного контура выносят за диапазон ( обычно ниже ) путём соответствующего выбора индуктивности катушки связи.
Между катушкой связи и антенной может быть включено специальное согласующее устройство, позволяющее настраивать антенную цепь в резонанс с частотой сигнала. Применение блока согласования с антенной позволяет несколько увеличить реальную чувствительность, повысить избирательность по зеркальному каналу и получить дополнительную регулировку усиления по высокой частоте. При этом, например, улучшение подавления зеркального канала в диапазоне 31 м. ( 9,5 Мгц ) достигает величины 15 дб ( 5,6 раза ).
Вариант принципиальной схемы блока согласования с антенной приведены на Рис.1. Антенная цепь может быть настроена переменным конденсатором С1 на последовательный или параллельный резонанс. Регулируя степень связи, согласование с входным контуром можно сделать оптимальным. Переключатель SA1 ( для переключения на последовательный или параллельный резонанс ) позволяет использовать приставку практически с антеннами любой длинны. Катушка L2 подключается ко входу приёмника с помощью короткого отрезка экранированного провода. Связь между катушками L1 и L2 можно изменять посредством изменения расстояния между катушками. Вариант схемы ( Рис.1 ) даёт лучшее согласование, если приёмник имеет низкое входное сопротивление. Для приёмников с более высоким входным сопротивлением лучший результат можно получить, увеличив количество витков L2 в 2 – 3 раза. Какой из вариантов целесообразно использовать, определяют опытным путём по уровню сигнала.
Приставка рассчитана на работу в диапазоне 5,9 – 12,1 Мгц. Если приставку надо использовать для приёма любительских станций, то её диапазон можно расширить введением в схему переключаемых катушек. Схема такого варианта с диапазоном 3,4 – 30,0 Мгц приведена на Рис.2.
Конструктивно блок согласования представляет собой экранированную коробку ( 75х120х250 мм ) из немагнитного металла, в которую помещены три пары катушек диаметром 24 мм, переменный конденсатор и все остальные детали схемы. Неподвижные катушки L1, L3 и L5 ( 72, 20 и 4 витка ) расположены на одной оси. Катушки L2, L4 и L6 ( 20, 12 и 2 витка ) закреплены на оси из изолирующего материала так, что при вращении её подвижные катушки входят в зазоры между неподвижными. Передний конец оси выходит из коробки и на нём закреплена ручка регулировки степени связи. На задней стенке находятся гнёзда для подключения антенны и коаксиальный разъём для подключения блока к приёмнику. Блок согласования включается между антенной и приёмником. Включив соответствующий КВ диапазон, находят станцию по шкале приёмника и подстраивают С1 на максимум громкости. В зависимости от длинны антенны и диапазона лучшие результаты могут быть либо при параллельном, либо при последовательном резонансе. Правильным является то положение SA1, при котором при резонансе получается больший уровень сигнала.
Е. А. Момот, “ПРИСТАВКИ К РАДИОПРИЁМНИКАМ”, ” Массовая радиобиблиотека”, стр. 13 – 15
ПохожееТема 9.2.
Тема 9.2.[Список тем] страницы темы: [?]
Тема 9.2. Цифровые сети плезиохронных цифровых иерархий.
Рассмотрим структурную схему оборудования временного группообразования с асинхронным сопряжением цифровых потоков, построенного по системе с двусторонним согласованием скоростей (рис. 1). Оборудование передающей станции содержит блоки асинхронного сопряжения тракта передачи БЛСпер для каждого из объединяемых цифровых потоков, а приемной станции — соответственно блоки асинхронною сопряжения тракта приема БАСпр. На передающей станции цифровой поток от системы низшего порядка, например ИКМ-30. вводится в соответствующий БАСпср. Здесь цифровой поток записывается в запоминающее устройство ЗУ. Запись осуществляется импульсной последовательностью тактовой частоты, выделяемой из входного потока выделителем тактовой частоты ВТЧ. Записанный в ЗУ поток считывается импульсной последовательностью, поступающей от ГО передающей станции. Считанные цифр им и потоки от всех БАСпер передаются в устройство объединения УО, где объединяются в групповой цифровой поток.
Рис. 1. Структурная схема оборудования временного группообраюванпн с асинхронным сопряжением цифровых потоков, построенного по системе с двусторонним согласованием скоростей передачи
Для контроля взаимного временного положения импульсы, управляющие записью и считыванием, подаются на временной детектор ВД, который управляет работой передатчика команд согласования скоростей Пер. КСС. При появлении неоднородности в зависимости от ее знака из ВД к Пер. КСС подается соответствующая команда на согласование скоростей. При положительном согласовании скоростей на одной из временных позиций цикла передачи информация из ЗУ не считывается и на этой позиции передается балластный символ. На приеме данная позиция должна быть вычеркнута. Тем самым реальная скорость считывания информации из ЗУ несколько уменьшится. Такое согласование скоростей осуществляется путем запрета с помощью ячейки НЕТ одного импульса считывания. При отрицательном согласовании скоростей производится дополнительное считывание информации из ЗУ. Считывание происходит соответствующим импульсом, который подается от Пер. КСС через ячейку ИЛИ в строю определенные временные позиции цикла, на которых формируется временной канал отрицательного согласования скоростей.
Объединенный цифровой поток с выхода схемы объединения по ступает в линейный тракт В приемном устройстве объединенный цифровой поток распределяется через схему распределения по своим ЗУ блоков асинхронного сопряжения тракта приема БАСпр. Работой ячеек УР и БАСпр управляют импульсные последовательности от генераторного оборудования ГОпр. синхронная работа которого с ГОпер обеспечивается ВТЧ. После считывания с частотой, равной средней частоте записи, восстанавливается первоначальная скорость каждого из асинхронных цифровых потоков, объединяемых в оборудовании временного группообразования. Средняя частота считывания устанавливается устройством фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ, которое включает в себя генератор, управляемый напряжением ГУН, временной детектор ВД и схему управления СУ. На выходе СУ формируется управляющий сигнал, соответствующий текущему значению временного интервала между моментами записи и считывания.
По сигналу о необходимости положительного согласования скоростей, зафиксированному Пр. КСС, через логический элемент НЕТ осуществляется запрет записи информации в ЗУ Временное положение сигнала запрета записи соответствует моменту осуществления положительного согласования скоростей в передающем устройстве. Сигнал запрета записи должен убрать из информационного потока балластный символ, вводимый при положительном согласовании скоростей. Отсутствие сигнала записи на выходе схемы НЕТ отметит и временной детектор, после чего частота считывания плавно уменьшится.
По сигналу о необходимости отрицательного согласования скоростей с помощью логического элемента ИЛИ2 открывается элемент И схемы распределителя и в передаваемый информационный поток вводится дополнительный символ, изъятый при отрицательном согласовании скоростей. Одновременно через схему ИЛИ3 вводится дополнительный импульс управления записью, который поступает на ВД, в результате чего частота считывания плавно увеличивается. Таким образом, плавное изменение в допустимых пределах частоты считывания позволяет согласовать скорости записи и считывания.
Правильное распределение на приеме группового сигнала по потокам, контроль и поиск режима синхронизма обеспечивается приемником синхросигнала. К параметрам этого приемника предъявляются довольно жесткие требования, так как время установления режима синхронизма при его нарушении должно быть меньше времени выхода из синхронизма оборудования низовых объединяемых потоков. В противном случае в этом оборудовании произойдет сбой синхронизации.
К помехозащищённости передачи КСС предъявляются особые требования, так как при ложном согласовании скоростей цикл передаваемого первичного цифрового потока будет увеличен или уменьшен на одну импульсную позицию, а это нарушит цикловую синхронизацию в потоке. Увеличение помехоустойчивости передачи КСС достигается различными мерами. Одна из мер заключается в передаче команды тремя символами 111 или 000. что позволяет обнаруживать одиночные искажения этих символов и исправлять их. При прохождении цифровых сигналов по линейному тракту из-за воздействия помех возможно искажение группы импульсов, что может изменить команду согласования скоростей. Для защиты КСС от таких помех символы команды равномерно разнесены по циклу.
Системы асинхронного объединения цифровых потоков с односторонним согласованием скоростей можно рассматривать как частный случай систем с двусторонним согласованием скоростей. Тогда в оборудовании объединения цифровых потоков будет необходимо передавать только одну команду согласования скоростей.
Основным достоинством оборудования объединения, асинхронных потоков с двусторонним согласованием скоростей является возможность работы этого оборудования в синхронном режиме. При этом синхронный режим можно рассматривать как частный случай асинхронного объединения, когда частоты записи считывания кратны.
Как отмечалось ранее, объединение синхронных цифровых потоков можно представить как частный случай объединения асинхронных цифровых потоков, когда частоты записи и считывания кратны между собой. В этом случае в считанном цифровом потоке неоднородности будут отсутствовать и согласование скоростей производить не требуется. На временных позициях в цикле, занимаемых импульсами команд согласования скоростей, можно передавать дополнительную информацию.
Структурная схема оборудования объединения синхронных потоков показана на рис. 2. Она содержит блоки синхронного сопряжения передачи БССпер и приема БССпр. схемы объединения и распределения. Входной цифровой поток записывается в запоминающее устройство БССпер. Управляет записью импульсная последовательность с частотой fз, полученная от ВТЧ. Однако следует отметить, что при объединении синхронных цифровых потоков ГОпер устройств формирования входного цифрового потока и ГОпер оборудования временного объединения потоков должны работать синхронно от одного задающего генератора ГЗ. Временной детектор необходим для установления требуемого временного интервала между сигналами записи и считывания. Создается этот интервал запретом через схему НЕТ одного или нескольких импульсов считывания.
Рис. 2. Структурная схема оборудования объединения синхронных потоков
Считанные импульсные последовательности с выходов БССпер, а также синхрокомбинация от Пер. СС объединяются в схеме объединения. На приеме групповой поток распределяется по соответствующим БССпр. Восстановление первоначальной скорости цифрового потока производится путем записи его сигналов в ЗУ приема и считывания с частотой, равной его частоте на входе аппаратуры объединения. Импульсы записи и считывания сигналов из ЗУ блока БССпр вырабатываются ГОпр. Оно обеспечивает необходимый временной интервал между сигналами записи и считывания и формирует частоту считывания, равную тактовой частоте цифрового потока на выходе БССпр. Синхронную работу ГОпр и ГОпер и правильное распределение группового сигнала на приеме по своим потокам обеспечивают ВТЧ и Пр.СС.
Отметим следующие достоинства объединения синхронных цифровых потоков по сравнению с асинхронными: увеличивается помехозащищенность системы из-за отсутствия необходимости передачи КСС, которые могут быть искажены не вносятся временные флуктуации в передаваемые цифровые потоки повышается пропускная способность системы передачи.
На цифровых сетях связи предполагается использование как синхронного, так и асинхронного объединения цифровых потоков. В соответствии с этим в оборудовании временного группообразования должна предусматриваться возможность работы в обоих режимах. Эти требования полностью удовлетворяются при использовании в оборудовании двустороннего согласования скоростей, когда синхронный режим является частным случаем асинхронного при нулевом значении разности частот записи в передающем устройстве и считывания в приемном.
Контрольные вопросы и задания
[Список тем] страницы темы: [?]
Блок-схема усилителя мощности и сети согласования импеданса.
Контекст 1
… Блок-схема, показанная на рисунке 8, иллюстрирует эти два подхода. RF5110G — это высокоэффективный PA, работающий в диапазоне от 150 до 950 МГц. Он способен обрабатывать высокую мощность 32 дБмВт с усилением 31,5 дБ на частоте 150 МГц. В частности, микросхема RF5110G оснащена режимом низкого энергопотребления, что значительно снижает энергопотребление [27]. Топология T-сети была выбрана в качестве согласования импеданса между выходным сопротивлением PA, Z L = 2.6 -j1,5 Ом и входное сопротивление антенны УКВ. Обратите внимание, что катушка с воздушным сердечником (рис. 9) была включена в УКВ-антенну, чтобы уменьшить ее физическую длину и обеспечить средство согласования импеданса для самой антенны. Во время заключительной стадии настройки импеданса мы рассматривали PA и T-сеть как передатчик, имеющий выходное сопротивление Z T, при этом изменяя входное сопротивление антенны Colt Z A, используя технику динамического поворота. Чтобы получить максимальную мощность, передаваемую от передатчика, Z A должно быть равно комплексному сопряжению Z T, а именно., Z A = Z T * в точке , как показано на рис. 8. Помните, что одной из целей проектирования является увеличение эффективной дальности действия устройства AIS-MOB. Согласно уравнению передачи Фрииса, приведенному в (8) для радиоволн, распространяющихся в свободном пространстве, простым решением для преодоления потерь на трассе и, следовательно, увеличения эффективного диапазона (R) устройства MOB является увеличение передаваемой мощности (PT) передатчик при минимизации всех возможных потерь. Для выполнения части этой задачи был реализован высокий коэффициент усиления мощности усилителя мощности 32 дБ.Маленькая сгустковая антенна VHF излучает всенаправленное усиление (G T) около -3 дБи при 162 …
Контекст 2
… Блок-схема, показанная на рисунке 8, иллюстрирует эти два подхода. RF5110G — это высокоэффективный PA, работающий в диапазоне от 150 до 950 МГц. Он способен обрабатывать высокую мощность 32 дБмВт с усилением 31,5 дБ на частоте 150 МГц. В частности, микросхема RF5110G оснащена режимом низкого энергопотребления, что значительно снижает энергопотребление [27]. Топология T-сети была выбрана в качестве согласования импеданса между выходным сопротивлением PA, Z L = 2.6 -j1,5 Ом и входное сопротивление антенны УКВ. Обратите внимание, что катушка с воздушным сердечником (рис. 9) была включена в УКВ-антенну, чтобы уменьшить ее физическую длину и обеспечить средство согласования импеданса для самой антенны. Во время заключительной стадии настройки импеданса мы рассматривали PA и T-сеть как передатчик, имеющий выходное сопротивление Z T, при этом изменяя входное сопротивление антенны Colt Z A, используя технику динамического поворота. Чтобы получить максимальную мощность, передаваемую от передатчика, Z A должно быть равно комплексному сопряжению Z T, а именно., Z A = Z T * в точке , как показано на рис. 8. Помните, что одной из целей проектирования является увеличение эффективной дальности действия устройства AIS-MOB. Согласно уравнению передачи Фрииса, приведенному в (8) для радиоволн, распространяющихся в свободном пространстве, простым решением для преодоления потерь на трассе и, следовательно, увеличения эффективного диапазона (R) устройства MOB является увеличение передаваемой мощности (PT) передатчик при минимизации всех возможных потерь. Для выполнения части этой задачи был реализован высокий коэффициент усиления мощности усилителя мощности 32 дБ.Маленькая сгусток УКВ-антенна излучает всенаправленное усиление (G T) примерно -3 дБи при 162 …
Контекст 3
… Блок-схема, показанная на рисунке 8, иллюстрирует эти два подхода. RF5110G — это высокоэффективный PA, работающий в диапазоне от 150 до 950 МГц. Он способен обрабатывать высокую мощность 32 дБмВт с усилением 31,5 дБ на частоте 150 МГц. В частности, микросхема RF5110G оснащена режимом низкого энергопотребления, что значительно снижает энергопотребление [27]. Топология сети T была выбрана как…
Context 4
… На этапе мы рассматривали PA и T-сеть как передатчик с выходным импедансом Z T при изменении входного импеданса антенны кольта Z A с помощью метода динамического поворота. Чтобы получить максимальную мощность, передаваемую от передатчика, ZA должно быть равно комплексно-сопряженному ZT, а именно, ZA = ZT * в точке , как показано на рисунке 8. Помните, что одна из целей проектирования состоит в том, чтобы увеличить дальность действия прибора АИС-МОБ.Согласно уравнению передачи Фрииса, приведенному в (8) для радиоволн, распространяющихся в свободном пространстве, простым решением для преодоления потерь на трассе и, следовательно, увеличения эффективного диапазона (R) устройства MOB является увеличение …
Понимание согласования Сети | Избранные темы
Узнайте, почему используются совпадающие сети и как они устроены.
В главе 3 мы обсуждали характеристический импеданс, линии передачи и согласование импеданса. Мы знаем, что линии передачи имеют характеристический импеданс, и мы знаем, что этот импеданс является важным фактором в РЧ-схемах, потому что импедансы должны быть согласованы для предотвращения стоячих волн и обеспечения эффективной передачи мощности от источника к нагрузке.И даже если нам не нужно рассматривать конкретный проводник как линию передачи, у нас все равно есть импедансы источника и нагрузки, которые необходимо согласовать.
Также в главе 3 мы увидели, что согласование импеданса значительно упрощается за счет использования стандартизованных значений импеданса (наиболее распространенным является 50 Ом). Производители проектируют свои компоненты или межсоединения для входа и выхода 50 Ом, и во многих случаях инженеру не нужно предпринимать каких-либо конкретных действий для достижения согласованного импеданса.
Однако есть ситуации, в которых согласование импеданса требует дополнительных схем.Например, рассмотрим РЧ-передатчик, состоящий из усилителя мощности (УМ) и антенны. Производитель может спроектировать PA с выходным сопротивлением 50 Ом, но импеданс антенны будет варьироваться в зависимости от ее физических характеристик, а также характеристик окружающих материалов.
Кроме того, сопротивление антенны не является постоянным по отношению к частоте сигнала. Таким образом, производитель может спроектировать антенну с сопротивлением 50 Ом на одной конкретной частоте, но у вас может возникнуть нетривиальное несоответствие, если вы используете антенну на другой частоте.Следующий график взят из технического описания керамической антенны для поверхностного монтажа, предназначенной для систем 2,4–2,5 ГГц. Кривая соответствует отношению отраженной мощности к падающей мощности. Вы можете видеть, что качество согласования импеданса быстро ухудшается по мере удаления частоты сигнала от 2,45 ГГц.
График взят из данного даташита .Соответствующая сеть
Если ваша ВЧ-цепь содержит компоненты, у которых нет согласованного импеданса, у вас есть два варианта: изменить один из компонентов или добавить схему, которая исправляет несоответствие.В настоящее время первый вариант, как правило, непрактичен; Действительно, было бы трудно регулировать импеданс путем физической модификации интегральной схемы или изготовленного коаксиального кабеля. К счастью, второй вариант вполне подходит. Дополнительная цепь называется согласующей цепью или трансформатором импеданса. Оба названия помогают понять фундаментальную концепцию: согласующая сеть обеспечивает правильное согласование импеданса, преобразуя соотношение импеданса между источником и нагрузкой.
Конструкция согласующих сетей не очень проста, и это не то, что мы будем подробно обсуждать в учебниках, подобных этому. Тем не менее, мы можем рассмотреть некоторые из основных принципов, а также рассмотрим довольно простой пример. Вот некоторые важные моменты, о которых следует помнить:
- Согласующая сеть подключается между источником и нагрузкой, и ее схема обычно проектируется так, что она передает почти всю мощность на нагрузку, имея входное сопротивление, равное комплексно-сопряженному выходному сопротивлению источника.В качестве альтернативы вы можете думать о согласующей цепи как о преобразовании выходного импеданса источника таким образом, чтобы оно было равно комплексному сопряжению импеданса нагрузки.
- (В реальных схемах импеданс источника часто не имеет мнимой части, и поэтому нам не нужно всегда ссылаться на комплексное сопряжение. Мы можем просто сказать, что сопротивление нагрузки должно равняться импедансу источника, потому что комплексно сопряженное не имеет значения, если полное сопротивление чисто реальное.)
- Типичные согласующие сети (называемые сетями «без потерь») используют только реактивные компоненты, т.е.е. компоненты, которые накапливают энергии, а не , рассеивают энергии. Эта характеристика естественным образом вытекает из цели согласующей сети, а именно обеспечения максимальной передачи мощности от источника к нагрузке. Если бы согласующая сеть содержала компоненты, рассеивающие энергию, она потребляла бы часть энергии, которую мы пытаемся передать нагрузке. Таким образом, согласующие цепи используют конденсаторы и катушки индуктивности, а не резисторы.
- Трудно спроектировать широкополосную согласующую сеть.Это неудивительно, если вспомнить, что согласующая цепь состоит из реактивных компонентов: полное сопротивление катушек индуктивности и конденсаторов зависит от частоты; таким образом, изменение частоты сигналов, проходящих через согласующую сеть, может снизить ее эффективность.
Сеть L
Самая простая топология согласующей сети называется L-сетью. Это относится к восьми различным L-образным цепям, состоящим из двух конденсаторов, двух катушек индуктивности или одного конденсатора и одной катушки индуктивности.На следующей диаграмме показаны восемь конфигураций L-сети:
Сеть L проста и эффективна, но она не подходит для широкополосных приложений. Мы также должны иметь в виду, что катушки индуктивности и конденсаторы демонстрируют серьезно неидеальное поведение на высоких частотах (как обсуждается на странице 4 главы 1), и, таким образом, поведение L-сети будет менее предсказуемым по мере того, как частоты поднимаются до гигагерцового диапазона.
Безусловно, полезно понимать концепции, связанные с ручным вычислением значений согласующей сети на основе импедансов источника и нагрузки, хотя это скорее академическое или интеллектуальное упражнение в эпоху, когда инструменты калькулятора могут легко выполнить эту задачу.Мы не будем здесь рассматривать пример расчета, но мы воспользуемся имитацией, чтобы исследовать эффекты согласованной сети.
Пример
Допустим, у нас есть импеданс источника 50 Ом и импеданс антенны 200 Ом, и мы работаем на частоте 100 МГц. Мы будем использовать L-цепь, состоящую из катушки индуктивности, за которой следует конденсатор:
. Инструмент проектирования L-сетиAAC дает следующие значения для катушки индуктивности и конденсатора: 138 нГн и 13.8 пФ. Это означает, что наша схема с согласованным сопротивлением выглядит так:
Чтобы оценить эффективность согласующей сети, мы можем запустить моделирование и затем построить график отношения напряжения на нагрузке к току, протекающему в нагрузке, который равен входному импедансу. (В этом случае ток, протекающий в нагрузку, является током через катушку индуктивности L1.) Анализ переменного тока особенно полезен, потому что мы можем увидеть, как влияние согласующей цепи изменяется с частотой.Следующий график предназначен для моделирования в диапазоне частот от 10 МГц до 190 МГц (т.е. на 90 МГц выше и ниже частоты, для которой была разработана согласующая сеть). Вот результаты:
Как вы можете видеть, на частоте 100 МГц нагрузка очень близко соответствует импедансу источника 50 Ом, несмотря на то, что исходная нагрузка имеет импеданс 200 Ом. Однако мы сказали выше, что L-сеть не является широкополосной топологией, и моделирование определенно подтверждает это: входной импеданс быстро изменяется по мере удаления частоты сигнала от 100 МГц.
Сводка
- Согласующая цепь, также называемая трансформатором импеданса, используется для создания согласованного импеданса между источником и нагрузкой (например, между усилителем мощности и антенной).
- Согласующие сети без потерь состоят только из реактивных компонентов; резистивные компоненты не используются, поскольку они рассеивают мощность, тогда как согласующая сеть предназначена для облегчения передачи мощности от источника к нагрузке.
- Прямая, узкополосная топология согласующей сети — это L-сеть.Он состоит из двух реактивных компонентов. Инструменты калькулятора
- можно использовать для быстрого проектирования согласующей сети на основе импеданса источника, импеданса нагрузки и частоты сигнала.
| При практической реализации ВЧ-приложений всегда возникают кошмарные задачи. Во-первых, необходимо согласовать разные импедансы соединенных между собой блоков. Обычно они включают антенну на малошумящий усилитель (LNA), выход усилителя мощности (RFOUT) на антенну и выход LNA / VCO на входы смесителя.Задача согласования требуется для правильной передачи сигнала и энергии от «источника» к «нагрузке». На высоких радиочастотах паразитные элементы (например, индуктивности проводов, межслойные емкости и сопротивления проводников) оказывают значительное, но непредсказуемое влияние на согласующую сеть. Выше нескольких десятков мегагерц теоретических расчетов и моделирования часто бывает недостаточно. Для определения правильных окончательных значений необходимо учитывать лабораторные измерения ВЧ-сигнала на месте, а также работу по настройке.Вычислительные значения требуются для установки типа структуры и значений целевых компонентов. Есть много способов согласования импеданса, в том числе:
A Quick PrimerПеред тем, как представить утилиты диаграммы Смита, было бы благоразумно представить краткий обзор явления распространения волн для проводки ИС в условиях РЧ (выше 100 МГц). Это может быть справедливо для непредвиденных обстоятельств, таких как линии RS-485, между PA и антенной, между LNA и понижающим преобразователем / микшером и т. Д.Хорошо известно, что для передачи максимальной мощности от источника к нагрузке полное сопротивление источника должно равняться комплексно-сопряженной величине полного сопротивления нагрузки, или: R S + jX S = R L — jX L Рисунок 2.Схема R S + jX S = R L — jX L . Для этого условия энергия, передаваемая от источника к нагрузке, максимальна. Кроме того, для эффективной передачи мощности это условие необходимо, чтобы избежать отражения энергии от нагрузки обратно к источнику. Это особенно верно для высокочастотных сред, таких как видеолинии, радиочастотные и микроволновые сети. Что это такоеДиаграмма Смита представляет собой круговой график с множеством переплетенных кругов.При правильном использовании согласование импедансов с очевидной сложной структурой может быть выполнено без каких-либо вычислений. Единственное, что требуется, — это считывание значений по кругам и следование им.Диаграмма Смита представляет собой полярный график комплексного коэффициента отражения (также называемый гаммой и обозначаемый символом Γ). Или он определяется математически как параметр рассеяния с одним портом s или s 11 . Диаграмма Смита разработана путем исследования нагрузки, для которой необходимо согласовать полное сопротивление.Вместо того, чтобы напрямую рассматривать его импеданс, вы выражаете его коэффициент отражения Γ L , который используется для характеристики нагрузки (такой как проводимость, усиление и крутизна). Γ L более полезен при работе с радиочастотами. Мы знаем, что коэффициент отражения определяется как отношение между отраженной волной напряжения и падающей волной напряжения: Количество отраженного сигнала от нагрузки зависит от степени несоответствия между импедансом источника и импедансом нагрузки.Его выражение было определено следующим образом: Поскольку импедансы являются комплексными числами, коэффициент отражения также будет комплексным числом. Чтобы уменьшить количество неизвестных параметров, полезно заморозить те, которые часто появляются и являются общими в приложении. Здесь Z 0 (характеристическое сопротивление) часто является постоянным и действительным нормированным значением, например 50 Ом, 75 Ом, 100 Ом и 600 Ом. Затем мы можем определить нормализованный импеданс нагрузки как: С таким упрощением мы можем переписать формулу коэффициента отражения как: Здесь мы можем увидеть прямую зависимость между импедансом нагрузки и ее коэффициентом отражения.К сожалению, сложный характер отношения практически бесполезен, поэтому мы можем использовать диаграмму Смита как тип графического представления приведенного выше уравнения. Для построения диаграммы необходимо переписать уравнение, чтобы извлечь стандартные геометрические фигуры (например, круги или случайные линии). Во-первых, уравнение 2.3 переворачивается, чтобы получить: и Уравнивая действительные и мнимые части уравнения 2.5, мы получаем два новых независимых соотношения: Уравнение 2.6 затем обрабатывается преобразованием уравнений с 2.8 по 2.13 в окончательное уравнение 2.14. Это уравнение представляет собой соотношение в форме параметрического уравнения (x — a) ² + (y — b) ² = R² в комплексной плоскости (Γr, Γi) круга с центром в координатах [r / (r + 1 ), 0] и радиусом 1 / (1 + r). Подробнее см. Рисунок 4a . При разработке диаграммы Смита следует соблюдать определенные меры предосторожности. Это одни из самых важных:
Вернуться к чертежной доскеДвигаясь дальше, мы используем уравнения с 2.15 по 2.18 для дальнейшего преобразования уравнения 2.7 в другое параметрическое уравнение. Это приводит к уравнению 2.19.Опять же, 2.19 представляет собой параметрическое уравнение типа (x — a) ² + (y — b) ² = R² в комплексной плоскости (Γr, Γi) круга с центром в координатах (1, 1 / x ) и радиусом 1 / x. Подробнее см. Рисунок 4b . Получить изображение?Чтобы завершить нашу диаграмму Смита, мы наложим два семейства кругов. Затем можно увидеть, что все круги одного семейства пересекают все круги другого семейства. Зная импеданс в виде r + jx, можно определить соответствующий коэффициент отражения. Необходимо только найти точку пересечения двух окружностей, соответствующих значениям r и x.Это тоже возвратно-поступательное движениеВозможна и обратная операция. Зная коэффициент отражения, найдите две окружности, пересекающиеся в этой точке, и прочтите соответствующие значения r и × на кружках. Процедура для этого следующая:
ЭкстраполироватьПоскольку метод разрешения диаграммы Смита в основном является графическим методом, точность решений напрямую зависит от определений графиков. Вот пример, который может быть представлен диаграммой Смита для ВЧ приложений:Пример: Рассмотрим характеристическое сопротивление оконечной нагрузки 50 Ом и следующие импедансы:
Затем выполните нормализацию и постройте график (см. , рис. 5, ).Точки расположены следующим образом:
Для увеличения изображения (PDF, 502K) Рис. 5. Точки, нанесенные на диаграмму Смита. Теперь можно напрямую извлечь коэффициент отражения Γ на диаграмме Смита на рисунке 5.После того, как точка импеданса нанесена на график (точка пересечения круга постоянного сопротивления и круга постоянного реактивного сопротивления), просто прочтите прямоугольную проекцию координат на горизонтальную и вертикальную оси. Это даст Γr, действительную часть коэффициента отражения, и Γi, мнимую часть коэффициента отражения (см. , рис. 6, ). Также можно взять восемь случаев, представленных в примере, и извлечь их соответствующие Γ непосредственно из диаграммы Смита на рисунке 6.Цифры:
Рис. 6. Прямое извлечение коэффициента отражения Γ, действительного и мнимого, вдоль оси X-Y. Работа с допускомДиаграмма Смита построена с учетом импеданса (резистора и реактивного сопротивления). После того, как диаграмма Смита построена, ее можно использовать для анализа этих параметров как в последовательном, так и в параллельном мире. Добавить элементы в серию просто. Можно добавлять новые элементы и определять их эффекты, просто перемещаясь по кругу к их соответствующим значениям. Однако параллельное суммирование элементов — другое дело. Это требует учета дополнительных параметров.Часто в мире допуска проще работать с параллельными элементами.Мы знаем, что по определению Y = 1 / Z и Z = 1 / Y. Адмиттанс был выражен в mhos или Ω -1 , хотя теперь выражается как siemens, или S. И, поскольку Z является комплексным, Y также должен быть комплексным. Следовательно, Y = G + jB (2.20), где G называется «проводимостью», а B — «проводимостью» элемента. Однако важно проявлять осторожность. Следуя логическому предположению, мы можем заключить, что G = 1 / R и B = 1 / X.Однако это не так. Если использовать это предположение, результаты будут неверными. При работе с допуском первое, что мы должны сделать, это нормализовать y = Y / Y 0 . Это приводит к y = g + jb. Итак, что происходит с коэффициентом отражения? Проработав следующее: Оказывается, выражение для G противоположно по знаку z, и Γ (y) = -Γ (z). Если мы знаем z, мы можем поменять местами знаки Γ и найти точку, расположенную на том же расстоянии от (0, 0), но в противоположном направлении.Тот же результат может быть получен путем поворота на угол 180 ° вокруг центральной точки (см. Рисунок 7). Конечно, хотя Z и 1 / Y действительно представляют один и тот же компонент, новая точка отображается как другой импеданс (новое значение имеет другую точку на диаграмме Смита и другое значение отражения и т. Д.). Это происходит потому, что график представляет собой график импеданса. Но новая точка — это, по сути, допуск. Следовательно, значение, указанное на диаграмме, следует читать как сименс. Хотя этого метода достаточно для выполнения преобразований, он не работает для определения разрешения схемы при работе с элементами, включенными параллельно. Диаграмма Смита допускаВ предыдущем обсуждении мы видели, что каждую точку на диаграмме Смита импеданса можно преобразовать в ее аналог проводимости, повернувшись на 180 ° вокруг начала координат комплексной плоскости Γ. Таким образом, диаграмму Смита полного сопротивления можно получить, повернув всю диаграмму Смита полного сопротивления на 180 °.Это очень удобно, так как избавляет от необходимости строить еще одну диаграмму. Точка пересечения всех окружностей (постоянная проводимость и постоянная проводимость) автоматически находится в точке (-1, 0). С этим сюжетом также становится проще добавлять элементы параллельно. Математически построение диаграммы Смита проводимости создается следующим образом:, затем обратное уравнение: Затем, устанавливая действительную и мнимую части уравнения 3.3 равны, мы получаем два новых независимых отношения: Развивая уравнение 3.4, мы получаем следующее: , которое снова является параметрическим уравнением типа (x — a) ² + (y — b) ² = R² (уравнение 3.12) в комплексной плоскости (Γr, Γi) круга с координатами с центром в [-g / (g + 1), 0] и радиусом 1 / (1 + g). Кроме того, развивая уравнение 3.5, мы показываем, что: , которое снова является параметрическим уравнением типа (x — a) ² + (y — b) ² = R² (уравнение 3.17). Разрешение эквивалентного импедансаПри решении задач, в которых элементы, соединенные последовательно и параллельно, смешиваются вместе, мы можем использовать одну и ту же диаграмму Смита и вращать ее вокруг любой точки, где существуют преобразования из z в y или y в z.Рассмотрим сеть Рисунок 8 (элементы нормализованы с Z 0 = 50 Ом). Последовательное реактивное сопротивление (x) положительно для индуктивности и отрицательно для емкости. Подверженность (b) положительна для емкости и отрицательна для индуктивности. Необходимо упростить схему (см. Рисунок 9 ). Начиная с правой стороны, где есть резистор и катушка индуктивности со значением 1, мы строим последовательную точку, где круг r = 1 и круг l = 1. Это становится точкой A. Поскольку следующим элементом является элемент. в шунте (параллельном) переключаемся на диаграмму Смита адмиттанса (вращая всю плоскость на 180 °). Однако для этого нам нужно преобразовать предыдущую точку в допуск.Это становится A ‘. Затем мы поворачиваем самолет на 180 °. Сейчас мы находимся в режиме допуска. Шунтирующий элемент можно добавить, пройдя по окружности проводимости на расстояние, соответствующее 0,3. Это должно быть сделано против часовой стрелки (отрицательное значение) и дает точку B. Затем у нас есть еще один элемент серии. Мы снова переключаемся обратно на диаграмму Смита импеданса. Перед тем, как это сделать, необходимо снова преобразовать предыдущую точку в импеданс (это была полная проводимость).После преобразования мы можем определить B ‘. Используя ранее установленную процедуру, диаграмму снова поворачивают на 180 °, чтобы вернуться в режим импеданса. Для добавления элемента серии необходимо пройти по кругу сопротивления на расстояние, соответствующее 1,4, и отметить точку C. Это нужно сделать против часовой стрелки (отрицательное значение). Для следующего элемента выполняется такая же операция (преобразование в проводимость и поворот плоскости). Затем переместите заданное расстояние (1.1) по часовой стрелке (поскольку значение положительное) вдоль окружности постоянной проводимости.Мы отмечаем это как D. Наконец, мы возвращаемся обратно в режим импеданса и добавляем последний элемент (последовательный индуктор). Затем мы определяем требуемое значение z, расположенное на пересечении круга резистора 0,2 и круга реактивного сопротивления 0,5. Таким образом, z определено равным 0,2 + j0,5. Если характеристическое сопротивление системы составляет 50 Ом, то Z = 10 + j25 Ом (см. , рисунок 10, ). Согласование импедансов по ступенямДругой функцией диаграммы Смита является возможность определения согласования импеданса.Это операция, обратная нахождению эквивалентного импеданса данной сети. Здесь импедансы фиксированы на двух концах доступа (часто источник и нагрузка), как показано на Рис. 11 . Задача состоит в том, чтобы спроектировать сеть, которая будет вставлена между ними, чтобы обеспечить надлежащее согласование импеданса. На первый взгляд кажется, что это не сложнее, чем найти эквивалентное сопротивление.Но проблема в том, что может существовать бесконечное количество подходящих комбинаций компонентов сети, которые дают аналогичные результаты. И другие входные данные, возможно, также должны быть рассмотрены (например, структура типа фильтра, коэффициент качества и ограниченный выбор компонентов). Подход, выбранный для этого, требует добавления последовательных и шунтирующих элементов на диаграмму Смита до тех пор, пока не будет достигнут желаемый импеданс. Графически это выглядит как способ связать точки на диаграмме Смита. Опять же, лучший способ проиллюстрировать подход — рассмотреть требование в качестве примера. Цель состоит в том, чтобы согласовать полное сопротивление источника (Z S ) с нагрузкой (z L ) на рабочей частоте 60 МГц (см. Рисунок 11). Сетевая структура была зафиксирована как низкочастотный, тип L (альтернативный подход состоит в том, чтобы рассмотреть проблему, как заставить нагрузку проявляться как импеданс со значением = Z S , комплексно сопряженным Z S ). Вот как находится решение. Первое, что нужно сделать, это нормализовать различные значения импеданса. Если это не указано, выберите значение, которое находится в том же диапазоне, что и значения нагрузки / источника. Предположим, что Z 0 составляет 50 Ом. Таким образом, z S = 0,5 — j0,3, z * S = 0,5 + j0,3 и z L = 2 — j0,5. Затем разместите две точки на графике. Отметьте A для z L и D для z * S . Затем определите первый элемент, подключенный к нагрузке (конденсатор в шунте), и преобразуйте его в полную проводимость.Это дает нам точку А ‘. Определите участок дуги, на котором появится следующая точка после подключения конденсатора C. Поскольку мы не знаем значение C, мы не знаем, где остановиться. Однако мы знаем направление. C в шунте означает движение по часовой стрелке на диаграмме Смита, пока не будет найдено значение. Это будет точка B (вход). Поскольку следующий элемент является последовательным элементом, точка B должна быть преобразована в плоскость импеданса. Тогда можно получить точку B ‘.Точка B ‘должна быть расположена на той же окружности резистора, что и D. Графически существует только одно решение от A’ до D, но промежуточная точка B (и, следовательно, B ‘) должна быть проверена с помощью «теста и -попробуйте «настроить. Найдя точки B и B ‘, мы можем измерить длины дуги A’ через B и дуги B ‘через D. Первая дает нормированное значение проводимости C. Вторая дает нормированное значение реактивного сопротивления L. Дуга A ‘через B измеряет b = 0,78 и, следовательно, B = 0,78 × Y 0 = 0.0156S. Поскольку ωC = B, то C = B / ω = B / (2πf) = 0,0156 / [2π (60 × 10 6 )] = 41,4 пФ. Дуга от B ‘до D имеет размер x = 1,2, таким образом, X = 1,2 × Z 0 = 60 Ом. Поскольку ωL = X, то L = X / ω = X / (2πf) = 60 / [2π (60 × 10 6 )] = 159nH. Второй пример соответствует выходу MAX2472 с сопротивлением нагрузки 50 Ом (z L ) на рабочей частоте 900 МГц (см. Рисунок 14 ).Эта сеть будет использовать ту же конфигурацию, что и в таблице данных MAX2472. На приведенном выше рисунке показана согласующая схема с шунтирующей катушкой индуктивности и последовательным конденсатором. Вот как находится решение. Первое, что нужно сделать, это преобразовать параметр рассеяния S 22 в его эквивалентный нормализованный импеданс источника. MAX2472 использует Z 0 как 50 Ом.Таким образом, S 22 = 0,81 / -29,4 ° становится z S = 1,4 — j3,2, z L = 1 и z L * = 1. Затем поместите две точки на Диаграмма. Отметьте A для z S и D для z L *. Поскольку первый элемент, подключенный к источнику, представляет собой шунтирующую катушку индуктивности, преобразуйте полное сопротивление источника в полную проводимость. Это дает нам точку А ‘. Определите участок дуги, на котором появится следующая точка после подключения индуктора L MATCH .Поскольку нам неизвестно значение L MATCH , мы не знаем, где остановиться. Однако мы знаем, что после добавления L MATCH (и обратного преобразования в импеданс) результирующий импеданс источника должен лежать на окружности r = 1. Следовательно, дополнительный последовательный конденсатор C MATCH может довести результирующий импеданс до z = 1 + j0. Поворачивая круг r = 1 на 180 ° вокруг начала координат, мы наносим на график все возможные значения проводимости, которые соответствуют кругу r = 1. Пересечение этого отраженного круга и круга постоянной проводимости, используемого с точкой A ‘, дает нам точку B (проводимость).Отражение точки B на импеданс становится точкой B ‘. Найдя точки B и B ‘, мы можем измерить длины дуги A’ через B и дуги B ‘через D. Первое измерение дает нормированное значение чувствительности L MATCH . Второй дает нормированное значение реактивного сопротивления C MATCH . Дуга от A ‘до B имеет размер b = -0,575 и, таким образом, B = -0,575 × Y 0 = 0,0115S. Поскольку 1 / ωL = B, то L MATCH = 1 / Bω = 1 / (B2πf) = 1 / (0,01156 × 2 × π × 900 × 10 6 ) = 15.38nH, что округляется до 15nH. Дуга от B ‘до D имеет размер × = -2,81, таким образом, X = -2,81 × Z 0 = -140,5 Ом. Поскольку -1 / ωC = X, то C MATCH = -1 / Xω = -1 / (X2πf) = -1 / (- 140,5 × 2 × π × 900 × 10 6 ) = 1,259 пФ, что округляет до 1 пФ. Хотя эти расчетные значения не учитывают паразитные индуктивности и емкости компонентов, они дают значения, близкие к значениям, указанным в технических данных: L MATCH = 12 нГн и C MATCH = 1 пФ. ЗаключениеУчитывая сегодняшнее богатство программного обеспечения и доступность высокоскоростных мощных компьютеров, можно усомниться в необходимости такого базового и фундаментального метода определения основных схем.На самом деле, то, что делает инженера настоящим инженером, — это не только академические знания, но и способность использовать ресурсы всех типов для решения проблемы. Легко вставить в программу несколько чисел и заставить ее выдавать решения. Когда решения сложны и многогранны, компьютер для выполнения основной работы особенно удобен. Однако знание основной теории и принципов, которые были перенесены на компьютерные платформы и откуда они пришли, делает инженера или проектировщика более разносторонним и уверенным профессионалом и делает результаты более надежными. Аналогичная версия этой статьи появилась в июльском номере журнала RF Design за 2000 год. |
Согласующая схема — обзор
1.10 Определение характеристик нагрузки
При проектировании усилителей мощности важно знать входной импеданс транзистора и характеристики нагрузки при высоком уровне входной-управляющей мощности и оптимизировать выходную согласующую схему на основе по сильносигнальным характеристикам. Компьютерный метод определения характеристик мощных СВЧ-транзисторов для больших сигналов, используемый для отображения контуров постоянной мощности и эффективности на диаграмме Смита для динамического согласования входных и выходных цепей, был первоначально разработан для межкаскадного согласования между варакторным умножителем и транзистором. силовой каскад, а затем успешно применен для широкополосной оптимизации транзисторных усилителей мощности класса A и класса C. 75, 76 Контуры мощности-нагрузки состоят из серии кривых на диаграмме Смита, представляющих постоянную выходную мощность, приближающуюся к точке максимальной выходной мощности, как показано на рис. 1.35A. Нарисованные на нескольких частотах в интересующей полосе, они представляют собой точки необходимого выходного импеданса для различных уровней выходной мощности. Если контуры постоянного КПД накладываются на контуры постоянной мощности, КПД также известен для каждого полного сопротивления нагрузки. Как правило, точки максимальной выходной мощности и максимальной эффективности могут быть расположены в разных положениях, каждая из которых соответствует своему оптимальному импедансу, как показано на рис.1.35B, поскольку максимальная мощность достигается на основной частоте, тогда как максимальный КПД существенно зависит от влияния гармонических составляющих второго и более высоких порядков.
Рис. 1.35. Контуры тягового усилия с постоянной мощностью и постоянным КПД.
Силовой транзистор, работающий в режиме класса C, имеет выходную эквивалентную схему, которая представлена нелинейным мультигармоническим источником тока и нелинейным реактивным сопротивлением. Чтобы получить максимальную выходную мощность, полное сопротивление нагрузки должно обеспечивать максимальное колебание тока и напряжения.Соотношение между требуемым импедансом нагрузки и нелинейным выходным импедансом определяет форму контура силовой нагрузки, которая может изменяться в зависимости от уровня входного привода от эллиптического до кругового контура. 77 При использовании обычного метода пассивной нагрузки-вытягивания внешние тюнеры регулируются, снимаются и измеряются. В этом случае импеданс малосигнального транзистора, зависящий от смещения постоянного тока, может быть использован в качестве эталона [78]. Чтобы получить переменную нагрузку, в дополнение к традиционной методике пассивной сети с переменными элементами, может использоваться активная характеристика нагрузки-вытяжки, когда коэффициент отражения получается с использованием вспомогательного сигнала, полученного от того же тестового генератора, для ввода в выходной порт. . 79, 80 Одно из преимуществ этого метода заключается в присущей ему простоте процедуры калибровки, необходимой для коррекции потерь в линии передачи в измерительной системе. Однако его точность критически зависит от эффективных направлений направленных ответвителей в системе. 81 Точность измерений нагрузки может быть улучшена за счет использования широкополосных тюнеров со сверхмалыми потерями, основанных на неоднородных, несимметричных прямоугольных коаксиально-микрополосковых направленных ответвителях. 82 Независимая настройка основной частоты и ее второй гармонической составляющей стала возможной благодаря использованию схемы с частотно-избирательными тюнерами. 83
Импеданс нагрузки Z L , падающая и отраженная бегущие волны a 2 и b 2 соответственно, и коэффициент отражения Γ L на выходном порте транзистора связаны как
(1.122) ΓL = a2b2 = ZL − Z0ZL + Z0,
, где Z 0 — характеристический импеданс системы, в которой используется тестируемое устройство (DUT).Функция тюнеров состоит в том, чтобы изменять величину и фазу отраженного сигнала, чтобы синтезировать соответствующий Γ L . Эту функциональность можно получить, изменив настройку тюнера, перемещая заглушку или шлейф вверх и вниз, назад и вперед в пассивном тюнере или активно вводя сигнал с регулируемой амплитудой и фазой в активную нагрузочную систему. 84 В этом случае, когда шлейф (зонд или заглушка) вставляется в линию передачи тюнера, он вносит несоответствие, добавляя параллельную восприимчивость, и параллельная восприимчивость увеличивается по мере приближения шлейфа к линии и помогает в синтезе желаемого коэффициент отражения.В результате величина рассогласования импеданса определяется положением шлейфа (глубиной), а фаза рассогласования импеданса определяется положением каретки (длиной).
Тем не менее, большинство тюнеров с регулировкой нагрузки, разработанных с широкополосными возможностями и предназначенных для создания контролируемых импедансов на основной частоте f 0 , также создали неконтролируемые импедансы на гармонических частотах основной частоты, например 2 f 0 и 3 f 0 .Усилия по управлению этой тестовой средой привели к разработке решений по гармоническому распределению нагрузки с использованием тестового сигнала основной частоты и одной или нескольких гармонических частот этой основной частоты. Использование гармонических нагрузочных испытаний часто помогает повысить эффективность усилителя мощности или уменьшить величину вектора ошибки (EVM) усилителя мощности, работающего в условиях пониженного смещения. Ранние попытки разработать гармонические тюнеры нагрузки обычно вставляли узкополосные частотные дискриминаторы, такие как диплексеры или триплексеры, между ИУ и широкополосным тюнером импеданса, как показано на рис.1.36A. 85, 86 Метод триплексора обеспечивает полный контроль амплитуды и фазы всех трех гармоник f 0 , 2 f 0 и 3 f 0 . Это приводит к полному покрытию диаграммы Смита, как показано на рис. 1.36B, ограниченному потерями, присущими триплексору, но оптимальный импеданс может выходить за пределы покрываемой области из-за ограниченного покрытия. 86 Хотя такой подход может обеспечить некоторый контроль над гармоническими частотами, он обычно ограничен по диапазону мощности и ширине полосы и чувствителен к паразитным сигналам.
Рис. 1.36. Гармоническая система нагрузки-тяги с триплексором и охватом настройки при f 0 , 2 f 0 и 3 f 0 .
Предоставлено Focus Microwaves.На рис. 1.37A показана система нагрузки-вытягивания с программируемым тюнером подавления гармоник (PHT), включенным между нагрузочным тюнером основной частоты и тестируемым устройством, в котором используется набор дистанционно управляемых четвертьволновых резонаторов с открытым шлейфом на 2 f. 0 и 3 f 0 , мало влияющие на полное сопротивление основной частоты. 85, 86 Этот подход предлагает управление фазой на частотах гармоник 2 f 0 и 3 f 0 , устанавливая величину на максимально достижимом уровне, в то время как основной тюнер дает полный контроль амплитуды и фазы на f 0 , с охватом согласованной настройки, показанным на рис. 1.37B. 86 Нагрузочно-вытяжная система с многоцелевым тюнером (MPT), показанная на рис. 1.38A, обеспечивает полный контроль амплитуды и фазы всех трех гармонических частот f 0 , 2 f 0 и 3 f 0 , когда покрыта почти вся диаграмма Смита из-за множества настраиваемых комбинаций датчиков, как показано на рис.1.38B, что приводит к согласованию импеданса на всех трех частотах с высокой точностью настройки и изоляцией гармонической настройки. 85, 86 MPT — это, по сути, каскад из трех широкополосных тюнеров с одним пробником, все с одинаковой полосой пропускания и размещенные в одном корпусе прибора.
Рис. 1.37. Гармоническая нагрузка-тяговая система с настройками подавления гармоник и охватом настройки на f 0 , 2 f 0 и 3 f 0 .
Предоставлено Focus Microwaves.Рис. 1.38. Гармоническая система нагрузки-тяги с универсальным тюнером и диапазоном настройки на f 0 , 2 f 0 и 3 f 0 .
Предоставлено Focus Microwaves.Как правило, количество датчиков определяет возможную настройку тюнера, как показано на рис. 1.39, а трехконтактная система тюнера «нагрузка-тяга» допускает почти бесконечное количество различных комбинаций положений датчиков. 85 Однако система нагрузки-вытягивания с тремя встроенными датчиками должна быть откалибрована в течение ограниченного периода времени, и разработка такой системы требует разработки эффективных алгоритмов настройки с использованием данных калибровки.Следовательно, трехзондовая система MPT с ее большей сложностью может вызвать значительное количество проблем, которые необходимо преодолеть, особенно время настройки.
Рис. 1.39. Тюнер с тремя датчиками нагрузки и различными комбинациями положений датчиков.
Предоставлено Focus Microwaves.Как правило, настройка с помощью системы «нагрузка-тяга» (механической или полностью автоматической) — очень сложная процедура, особенно если необходимо учитывать несколько гармоник основной частоты. Кроме того, он может дать только оптимальные входные и выходные импедансы, которые обычно включены в техническое описание силовых транзисторов для указанной выходной мощности, напряжения питания и диапазона частот.Однако в монолитной реализации это трудно реализовать физически, и это может быть сделано на основе настройки нагрузки и вытягивания, включенной в инструмент моделирования. Но во всех случаях за этим измерением должно следовать последующее проектирование сети нагрузки с реальными элементами. Поэтому в большинстве случаев, когда доступна нелинейная модель устройства, эквивалентная выходная схема устройства может быть представлена выходной проводимостью, где эквивалентное выходное сопротивление R out можно оценить по формуле.(1.44) для определенной половины угла проводимости θ и напряжения питания В cc , которое в идеальном случае равно амплитуде косинусного напряжения (соответствующее напряжение насыщения устройства можно вычесть). Например, в режиме класса B с θ = 90 градусов он записывается как R L = R out = V / I 1 = V cc 2 /2 P out , где P out — максимальная мощность основной частоты, подаваемая на нагрузку, а реактивное сопротивление выходного шунта представлено суммой выходных емкостей и емкостей обратной связи.
Основы среды LabVIEW — National Instruments
Включено в раздел
Видео: Введение в среду LabVIEW
Добро пожаловать в LabVIEW. Цель этого руководства — познакомить вас с основными концепциями LabVIEW и графического программирования.
ПрограммыLabVIEW называются виртуальными инструментами или ВП, потому что их внешний вид и работа часто имитируют физические инструменты, такие как осциллографы и мультиметры.LabVIEW содержит исчерпывающий набор инструментов для сбора, анализа, отображения и хранения данных, а также инструменты, которые помогут вам устранить неполадки в написанном вами коде.
Когда вы создаете новый VI, вы видите два окна: окно лицевой панели и блок-диаграмму.
Когда вы открываете новый или существующий ВП, появляется окно лицевой панели ВП. Окно передней панели — это пользовательский интерфейс для VI. На рисунке 1 показан пример окна лицевой панели.
(1) Окно передней панели | (2) Панель инструментов | (3) Палитра элементов управления
Рисунок 1. Пример передней панели
Палитра «Элементы управления» содержит элементы управления и индикаторы, которые вы используете для создания лицевой панели. Вы можете получить доступ к палитре элементов управления из окна передней панели, выбрав «Вид» »Палитра элементов управления или щелкнув правой кнопкой мыши любое пустое место в окне лицевой панели. Палитра элементов управления разбита на различные категории; вы можете предоставить некоторые или все эти категории в соответствии со своими потребностями. На рис. 2 показана палитра «Элементы управления» со всеми открытыми категориями и развернутой категорией «Современные».
Рисунок 2. Палитра элементов управления
Чтобы просмотреть или скрыть категории (подпалитры), нажмите кнопку «Настроить» и выберите «Изменить видимые палитры».
Каждый ВП имеет лицевую панель, которую можно спроектировать как пользовательский интерфейс. Вы также можете использовать передние панели как способ передачи входных и выходных данных, когда вы вызываете VI из другой блок-диаграммы. Пользовательский интерфейс ВП создается путем размещения элементов управления и индикаторов на лицевой панели ВП. Когда вы взаимодействуете с лицевой панелью как с пользовательским интерфейсом, вы можете изменять элементы управления для предоставления входных данных и просмотра результатов в индикаторах.Элементы управления определяют входы, а индикаторы отображают выходы.
Элементы управления обычно представляют собой ручки, кнопки, регуляторы, ползунки и струны. Они моделируют устройства ввода прибора и передают данные на блок-схему VI. Индикаторы обычно представляют собой графики, диаграммы, светодиоды и строки состояния. Индикаторы имитируют устройства вывода прибора и отображают данные, которые блок-схема получает или генерирует.
Рисунок 1 имеет два элемента управления: количество измерений и задержка (сек). У него есть один индикатор: график XY с названием «График температуры».
Пользователь может изменить входное значение для элементов управления «Количество измерений» и «Задержка (с)». Пользователь может увидеть значение, генерируемое ВП, на индикаторе температурного графика. VI генерирует значения для индикаторов на основе кода, созданного на блок-диаграмме.
Каждый элемент управления или индикатор имеет связанный с ним тип данных. Например, горизонтальный слайд Delay (sec) — это числовой тип данных. Чаще всего используются числовые, логические и строковые типы данных.
Цифровые элементы управления и индикаторы
Числовой тип данных может представлять числа различных типов, например целые или действительные. Два общих числовых объекта — это числовой элемент управления и числовой индикатор, как показано на Рисунок 3 . Такие объекты, как счетчики и циферблаты, также представляют собой числовые данные.
(1) Кнопки увеличения / уменьшения | (2) Цифровой контроль | (3) Числовой показатель
Рисунок 3. Цифровые элементы управления и индикаторы
Чтобы ввести или изменить значения в числовом элементе управления, нажмите кнопку увеличения и уменьшения или дважды щелкните число, введите новое число и нажмите клавишу
Логические элементы управления и индикаторы
Тип данных Boolean представляет данные, которые имеют только два возможных состояния, такие как ИСТИНА и ЛОЖЬ или ВКЛ и ВЫКЛ. Используйте логические элементы управления и индикаторы для ввода и отображения логических значений. Логические объекты имитируют переключатели, кнопки и светодиоды. Вертикальный тумблер и круглые светодиодные логические объекты показаны на Рис. 4 .
Рисунок 4. Логические элементы управления и индикаторы
Строковые элементы управления и индикаторы
Строковый тип данных представляет собой последовательность символов ASCII.Используйте строковые элементы управления для получения текста от пользователя, такого как пароль или имя пользователя. Используйте строковые индикаторы для отображения текста пользователю. Наиболее распространенными строковыми объектами являются таблицы и текстовые поля ввода, как показано на Рисунок 5 .
Рисунок 5. Строковые элементы управления и индикаторы
Объекты блок-схемы включают терминалы, subVI, функции, константы, структуры и провода, которые передают данные между другими объектами блок-схемы.
(1) Клеммы индикатора | (2) Провода | (3) Узлы | (4) Клеммы управления
Рисунок 6. Пример блок-схемы и соответствующей передней панели
После создания окна лицевой панели вы добавляете код, использующий графические представления функций для управления объектами лицевой панели. Окно блок-схемы содержит этот графический исходный код.
Рис. 7. Блок-схема
Объекты в окне лицевой панели появляются как терминалы на блок-диаграмме. Терминалы — это порты входа и выхода, которые обмениваются информацией между лицевой панелью и блок-схемой.Они аналогичны параметрам и константам в текстовых языках программирования. Типы терминалов включают управляющие или индикаторные терминалы и узловые терминалы. Клеммы управления и индикаторы относятся к элементам управления и индикаторам на передней панели. Точки данных, которые вы вводите в элементы управления на передней панели (a и b на предыдущей передней панели), попадают на блок-схему через клеммы управления. Затем точки данных входят в функции сложения и вычитания. Когда функции сложения и вычитания завершают свои вычисления, они создают новые значения данных.Значения данных поступают на терминалы индикаторов, где они обновляют индикаторы передней панели (a + b и a – b на предыдущей передней панели).
Элементы управления, индикаторы и константы
Элементы управления, индикаторы и константы действуют как входы и выходы алгоритма блок-схемы. Рассмотрим реализацию алгоритма для площади треугольника:
Площадь = 0,5 * База * Высота
В этом алгоритме Base и Height являются входными данными, а Area — выходными, как показано на Рис. 8 .
Рис. 8. Площадь передней панели треугольника
Пользователь не изменяет и не обращается к константе 0,5, поэтому она не отображается на передней панели, если это не указано в документации алгоритма.
Рисунок 9 показывает возможную реализацию этого алгоритма на блок-схеме LabVIEW. Эта блок-схема имеет четыре разных терминала, созданных двумя элементами управления, одной константой и одним индикатором.
(1) Элементы управления | (2) Индикатор | (3) Константа
Рисунок 9. Область треугольной блок-схемы со значком Вид терминала
Обратите внимание, что клеммы блок-схемы База (см) и Высота (см) имеют другой вид, чем клемма Площадь ( 2 см). Есть две отличительные характеристики между элементом управления и индикатором на блок-схеме. Первая — это стрелка на терминале, указывающая направление потока данных. На элементах управления есть стрелки, показывающие данные, покидающие терминал, тогда как на индикаторе есть стрелка, показывающая данные, поступающие в терминал.Вторая отличительная черта — граница вокруг терминала. Элементы управления имеют толстую рамку, а индикаторы — тонкую.
Вы можете просматривать терминалы с отображением значков или без них. Рисунок 10 показывает ту же блок-схему без использования значков терминалов; тем не менее, существуют те же отличительные характеристики между элементами управления и индикаторами.
Рис. 10. Площадь треугольной блок-схемы без значка Вид терминала
Узлы — это объекты на блок-диаграмме, которые имеют входы и / или выходы и выполняют операции при запуске VI.Они аналогичны операторам, операторам, функциям и подпрограммам в текстовых языках программирования. Узлы могут быть функциями, ВПП, экспресс-ВП или структурами. Структуры — это элементы управления процессом, такие как структуры Case, For Loops или While Loops.
Функции
Функции являются основными рабочими элементами LabVIEW. Функции сложения и вычитания на рис. 6 являются функциональными узлами. У функций нет окон лицевой панели или окон блок-диаграммы, но есть соединительные панели.Двойной щелчок по функции выбирает только функцию. Значок функции имеет бледно-желтый фон.
ВПП
После создания ВП вы можете использовать его в другом ВП. ВП, вызываемый из блок-схемы другого ВП, называется ВПП. Вы можете повторно использовать ВПП в других ВП. Чтобы создать subVI, вам нужно создать панель подключения и создать значок.
Узел subVI соответствует вызову подпрограммы в текстовых языках программирования. Узел не является самим ВПП, так же как оператор вызова подпрограммы в программе не является самой подпрограммой.Блок-схема, содержащая несколько идентичных узлов ВПП, вызывает один и тот же ВПП несколько раз.
Элементы управления и индикаторы subVI получают данные и возвращают данные на блок-схему вызывающего VI. Когда вы дважды щелкаете subVI на блок-диаграмме, появляется окно его лицевой панели. На передней панели расположены элементы управления и индикаторы. Блок-схема включает провода, значки, функции, возможно, subVI и другие объекты LabVIEW.
Каждый VI отображает значок в верхнем правом углу окна лицевой панели и окна блок-диаграммы.Здесь показан пример значка по умолчанию. Значок — это графическое представление VI. Значок может содержать как текст, так и изображения. Если вы используете ВП в качестве ВПП, значок идентифицирует ВПП на блок-диаграмме ВП. Значок по умолчанию содержит число, указывающее, сколько новых VI вы открыли после запуска LabVIEW.
Чтобы использовать ВП в качестве ВПП, необходимо создать панель подключения, как показано выше. Панель подключения представляет собой набор терминалов на значке, который соответствует элементам управления и индикаторам этого ВП, аналогично списку параметров вызова функции в текстовых языках программирования.Чтобы получить доступ к панели подключения, щелкните правой кнопкой мыши значок в правом верхнем углу окна лицевой панели. Вы не можете получить доступ к панели подключения с помощью значка в окне блок-диаграммы. Значок ВПП имеет белый фон на своем значке.
Экспресс ВП
Экспресс-ВП— это узлы, которые требуют минимального подключения, поскольку вы настраиваете их с помощью диалоговых окон. Используйте экспресс-ВП для общих измерительных задач. Обратитесь к разделу «Экспресс-ВП» в справке LabVIEW Help для получения дополнительной информации. Они отображаются на блок-диаграмме в виде расширяемых узлов со значками, окруженными синим полем.
Палитра функций содержит виртуальные приборы, функции и константы, которые вы используете для создания блок-диаграммы. Вы получаете доступ к палитре функций из блок-схемы, выбрав View »Functions Palette. Палитра функций разбита на различные категории; вы можете отображать и скрывать категории в соответствии с вашими потребностями. Рисунок 11 показывает палитру функций со всеми открытыми категориями и расширенной категорией «Программирование».
Рис. 11. Палитра функций
Чтобы просмотреть или скрыть категории, нажмите кнопку «Настроить» и выберите «Изменить видимые палитры».
Поиск элементов управления, ВП и функций
Когда вы выбираете View »Controls или View» Functions, чтобы открыть палитры Controls и Functions, в верхней части палитры появляются две кнопки.
Search — переводит палитру в режим поиска, чтобы вы могли выполнять поиск на основе текста для поиска элементов управления, VI или функций на палитрах. Когда палитра находится в режиме поиска, нажмите кнопку «Назад», чтобы выйти из режима поиска и вернуться к палитре.
«Настроить» — предоставляет параметры для выбора формата для текущей палитры, отображения и скрытия категорий для всех палитр и сортировки элементов в форматах «Текст» и «Дерево» в алфавитном порядке.Выберите «Параметры» в контекстном меню, чтобы отобразить страницу «Палитры элементов управления / функций» диалогового окна «Параметры», в которой можно выбрать формат для всех палитр. Эта кнопка появляется только в том случае, если вы щелкнете по кнопке в верхнем левом углу палитры, чтобы закрепить палитру.
Пока вы не ознакомитесь с расположением ВП и функций, найдите функцию или ВП с помощью кнопки Search. Например, если вы хотите найти функцию «Случайное число», нажмите кнопку «Поиск» на панели инструментов палитры «Функции» и начните вводить «Случайное число» в текстовом поле в верхней части палитры.LabVIEW перечисляет все совпадающие элементы, которые либо начинаются с набранного вами текста, либо содержат его. Вы можете щелкнуть один из результатов поиска и перетащить его на блок-диаграмму, как показано на Рисунок 12 .
Рисунок 12. Поиск объекта на палитре функций
Дважды щелкните результат поиска, чтобы выделить его местоположение на палитре.
Quick Drop
Кроме того, вы можете находить и размещать ВП и объекты лицевой панели по имени в диалоговом окне Quick Drop.Чтобы запустить Quick Drop, нажмите клавиши
Quick Drop особенно полезен при поиске очень конкретной функции или операции. По мере ввода Quick Drop автоматически дополняет имя соответствующими функциями. После того, как вы выделите соответствующую функцию, щелкните блок-схему или лицевую панель, чтобы разместить объект в этом месте.
Таблица Смита — Введение в согласование импеданса и серии L и C
На этой странице мы начнем с согласования импеданса, проиллюстрировав влияние последовательного дросселя. или последовательный конденсатор на импедансе.Диаграмма Смита упрощает визуализацию.Введение в согласование импеданса
Согласование импеданса — это процесс устранения потери рассогласования. То есть мы хотим минимизировать отражение коэффициент, чтобы уменьшить мощность, отраженную от нагрузки (антенны), и максимизировать мощность, передаваемую на антенна. Это одна из основных задач по обеспечению излучения антенны и, следовательно, одна из более важные темы в теории антенн.
Чтобы добиться идеального согласования, мы хотим, чтобы сопротивление антенны или нагрузки соответствовало линии передачи.То есть, мы хотим ZL = Z0 (или Zin = Z0). В терминах диаграммы Смита мы хотим переместить импеданс ZL к центру диаграммы направленности. Диаграмма Смита, где коэффициент отражения равен нулю.
Теперь мы представим некоторые из основных строительных блоков, чтобы это произошло.
Индуктор серииКатушка индуктивности имеет нормированный импеданс, равный:
& nbsp & nbsp & nbsp [1]. В уравнении [1] f — частота, а L — индуктивность по Генри.
Теперь возникает вопрос: что делает последовательный индуктор с импедансом нагрузки ZL? Блок-схема показана на Рисунке 1:
Рисунок 1. Последовательный индуктор и сопротивление нагрузки ZL.
Математически импедансы серии прибавятся. То есть:
& nbsp & nbsp & nbsp [2]Из уравнения [2] мы видим, что последовательный индуктор будет перемещать импеданс zL вдоль постоянного сопротивления круги диаграмм Смита. Следовательно, если реактивное сопротивление ( X ) импеданса нагрузки ZL отрицательно, то мы можем использовать последовательную катушку индуктивности, чтобы нейтрализовать это реактивное сопротивление, сделав входной импеданс чисто реальным.
Например, пусть zL = 1 — i2, когда f = 1 ГГц. Затем мы можем компенсировать реактивное сопротивление с помощью последовательной катушки индуктивности, определяется по:
& nbsp & nbsp & nbsp [3]Таким образом, уравнение [3] утверждает, что мы можем компенсировать реактивное сопротивление нагрузки с помощью катушки индуктивности 15,9 нГн. Этот ход показан на диаграмме Смита на рисунке 2:
. Рисунок 2. Последовательный индуктор, согласующий сопротивление нагрузки zL.
Обратите внимание, что импеданс zL перемещается по окружности постоянного сопротивления (Re [z] = 1) в центр диаграммы Смита.Увеличивая индуктивность L , мы можем переместить импеданс zL дальше по кругу постоянного сопротивления. В этом случае мы точно подобрали импеданс zL к центру диаграммы Смита, так что на рисунке 1 не будет отражения. быть в состоянии сделать это, если полное сопротивление нагрузки начинается с действительной части, равной 1. Более общие случаи будет рассмотрено позже.
Конденсатор серииКонденсатор имеет нормированный импеданс, равный:
& nbsp & nbsp & nbsp [4]В уравнении [4] f — частота, а C — емкость в Фарадах.Обратите внимание, что конденсатор вызывает отрицательное реактивное сопротивление.
Теперь возникает вопрос: что делает последовательный конденсатор с импедансом нагрузки ZL? Блок-схема показана на Рисунке 3:
Рисунок 3. Последовательный конденсатор и сопротивление нагрузки ZL.
Математически импедансы серии прибавятся. То есть:
& nbsp & nbsp & nbsp [5]Из уравнения [5] мы видим, что последовательный конденсатор будет перемещать импеданс zL вдоль постоянного сопротивления кружки диаграмм Смита, но в направлении, противоположном движению индуктора.Если реактивное сопротивление ( X ) импеданса нагрузки ZL положительно, то мы можем использовать последовательный конденсатор, чтобы нейтрализовать это реактивное сопротивление, сделав входной импеданс чисто реальным.
Например, пусть zL = 0,3 + i, когда f = 500 МГц. Затем мы можем компенсировать реактивное сопротивление последовательным конденсатором, определяется по:
& nbsp & nbsp & nbsp [6]Таким образом, уравнение [6] утверждает, что мы можем компенсировать реактивное сопротивление нагрузки с помощью последовательного конденсатора 6,4 пФ. Этот ход показан на диаграмме Смита на рисунке 4:
. Рисунок 4.Последовательный конденсатор, компенсирующий реактивное сопротивление нагрузки zL.
Обратите внимание, что импеданс zL перемещается по окружности постоянного сопротивления (Re [z] = 0,3) в экватор карты Смита. Уменьшая емкость C , мы можем переместить импеданс zL дальше по кругу постоянного сопротивления (обратите внимание, что реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально емкость — уравнение [4]). В этом случае мы не точно согласовали импеданс нагрузки zL в центр диаграммы Смита.Коэффициент отражения снижен, но не идеально.
Сводка
На этой странице мы узнали, что последовательный индуктор перемещает сопротивление нагрузки вдоль круги постоянного сопротивления по часовой стрелке, как показано на рисунке 2. Мы также видели, что последовательный конденсатор перемещается сопротивление нагрузки вдоль кругов постоянного сопротивления против часовой стрелки, как показано на рисунке 4. Эти переводы следует запомнить, это поможет согласовать импеданс в будущем.
Далее: Идеальное согласование импеданса с линиями передачи, серии L и SeriesnC
Предыдущая: Преобразование импеданса
Диаграмма Смита (основная)
Темы, связанные с теорией антенн
Теория антенн
Работа с геологической блок-схемой как справочный инструмент
Это задание было первоначально разработано Эриком Пайлом и Кэтрин Любкер, когда они работали в Университете Западной Вирджинии. С тех пор он был расширен и поддержан презентацией, разработанной доктором.Пайл во время учебы в Университете Джеймса Мэдисона и выступал на собраниях NSTA в Анахайме (2006 г.) и Сент-Луисе (2007 г.).
Профиль автораЭто упражнение было выбрано для коллекции «На переднем крае преподавания»
Это мероприятие получило положительные отзывы в процессе экспертной оценки, включающей пять категорий проверок. В процесс включены пять категорий:
- Научная точность
- Согласование учебных целей, мероприятий и оценок
- Педагогическая эффективность
- Надежность (удобство использования и надежность всех компонентов)
- Полнота веб-страницы ActivitySheet
Дополнительную информацию о самом процессе экспертной оценки см. На https: // serc.carleton.edu/teachearth/activity_review.html.
В этом упражнении были использованы материалы, полученные в процессе рассмотрения и внесения предложений в рамках семинара по развитию деятельности.
В этом упражнении участвовали преподаватели, не входящие в состав автора, путем рассмотрения и внесения предложений в рамках семинара по развитию деятельности. Участникам семинара был предоставлен набор критериев, по которым они оценивали деятельность друг друга. Для получения информации о критериях, использованных для этого обзора, см. Http: // serc.carleton.edu/teacherprep/workshops/workshop07/activityreview.html.
Эта страница впервые обнародована: 2 мая 2007 г.
Резюме
Задание представлено как часть цикла обучения 5-Е:- Вовлеченность — студентов просят поразмышлять об их предварительном знании Принципов Стено, а также о социальном, научном и технологическом климате в Англии конца 18-го и начала 19-го веков. Представлено несколько слайдов о Стено и кризисах индустриальной эпохи в Англии.
- Исследование — вокруг комнаты расположены серии стратиграфических колонн и выражений поверхности, литология которых представлена квадратами цветного картона. Некоторые из них имеют отпечатки на осадочных структурах или окаменелостях. Столбцы размещены таким образом, чтобы представлять углы и середину сторон блок-схемы, которая отображается плоской как вырезанный и складываемый объект. Затем студенты строят литологические структуры на блоке по порядку, соединяя аналогичные литологии, чтобы выявить не только поперечные сечения, но и выражение поверхности.Затем блок вырезается и складывается в стандартную блок-схему.
- Объяснение — структуры, созданные студентами, оцениваются по сравнению с основной блок-схемой и вносятся исправления. Остальная часть слайд-презентации посвящена разработке геологической карты Уильямом Смитом и ее основе в его наблюдениях за стволами угольных шахт, раскопками каналов и связанными с ними окаменелостями.
- Уточнение — Студентам выдаются дополнительные блок-схемы, содержащие только частичную информацию, и их просят сделать вывод, что могло бы существовать в пустых областях.
- Оценка — учащимся предоставляется полный блок с более сложными структурами и просят спроектировать, путем вывода, набор столбцов и выражений поверхностей, которые будут представлять диаграмму и позволяют другому учащемуся воссоздать структуры.
Узнайте больше о курсе, для которого было разработано это упражнение.
Использовали это занятие? Поделитесь своим опытом и модификациямиЦели обучения
Студенты часто испытывают трудности с переносом двухмерной информации в трехмерное пространство.Используя свои сильные стороны в двумерных полях (стороны и верхняя часть блока), учащиеся конструируют трехмерный объект на основе двумерных знаний и наблюдений.
Задание предназначено для представления модели исследования наук о Земле, в которой учащиеся интерполируют и экстраполируют, разрабатывают и тестируют модели посредством наблюдений, а затем проверяют интерпретации, полученные на основе этих моделей.
Есть несколько целей, которые можно выстроить вокруг этого задания, в зависимости от интересов преподавателей и потребностей студентов.К ним относятся приложения в структурной геологии, истории геологии, физической геологии и стратиграфии. Организовано таксономически (навыки мышления низшего порядка — навыки мышления высшего порядка):
- Распознавать основные геологические структуры (знания)
- Различать типы геологических структур (понимание)
- Применение навыков интерполяции для проецирования между точками данных в шаблоны (приложение)
- Использование данных поверхности и геологической среды для построения представлений поверхности и поперечного сечения (приложение)
- Используйте законы Стено (суперпозиция, исходная горизонтальность, горизонтальная протяженность) для развития двухмерного и трехмерного понимания.(анализ)
- Построение трехмерных проекций из двух наборов двумерной информации (синтез)
- Развитие истории на основе типа горных пород, типов окаменелостей, наличия или отсутствия окаменелостей (оценка)
Контекст использования
Это упражнение используется для иллюстрации как исторических, так и методологических позиций в изучении Земли, подчеркивая важность работы с неполной информацией, подробных описаний посредством наблюдений и тестирования моделей и интерпретаций в свете новой или потенциально противоречивой информации.
Местное значение очень легко добавить в этот вид деятельности, увеличивая информацию о местной и региональной геологической истории, которая может быть представлена в классе. Например, в долине Шенандоа можно наблюдать синклинали и антиклинали, часто с погружением на северо-восток. Таким образом, блок, представленный в этом описании деятельности, не является чем-то необычным для данной местности. Есть несколько крутых разломов и несколько гидротермальных жил. Дальше на запад, в долине и хребте, есть больше синклиналей, образующих вершины хребтов, заканчивающиеся почти острыми, вертикальными (и почти перевернутыми) антиклинальными хребтами.На Голубом хребте встречаются опрокинутые складки и надвиги, в протерозойских кристаллических породах и отложениях кембрийского возраста.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы увидеть историческое повествование, которое можно связать с: http://csmres.jmu.edu/geollab/vageol/vahist/L-TrJr.html
Другие ссылки, представляющие интерес:
Геологическая служба Кентукки предоставила возможность заглянуть под землю в штат Кентукки, начиная с диаграмм ограждений для понимания блок-схем.http://www.uky.edu/KGS/geoky/beneath.htm
Этот фантастический сайт предоставляет серию изображений QuickTime VR блок-схем, содержащих как общие, так и конкретные примеры из Юго-Запада США. Эти диаграммы интерактивны и позволяют манипулировать, вращать и размывать. http://reynolds.asu.edu/virtual_reality.htm
Описание и учебные материалы
Связанная презентация PowerPoint (PowerPoint 6.2MB, 13 апреля 2007 г.). На данный момент не все изображения полностью указаны.
Дополнительный ресурс — это глава, посвященная исследованиям в области наук о Земле, которая появится в ожидающей публикации NSF. Прилагаемая версия — это немного более длинная версия, чем будет в томе.
Inquiry in the Earth Sciences (Acrobat (PDF) 286kB, 13 апреля 07)
Учебные заметки и советы
Это упражнение требует значительного времени на настройку, не менее 30 минут после того, как будут установлены колонны и вырезан цветной картон. На самом простом уровне прямоугольники из плотной бумаги разного цвета могут использоваться для представления разных слоев.Окаменелости, осадочные структуры или определенные литологические структуры могут быть добавлены первыми, когда закончились разные цвета и требуется однозначное различие между разными слоями, имеющими одинаковый цвет.
Пожалуйста, обратитесь к приложенной презентации PowerPoint для получения информации о последовательности строительства блоков. Последовательность построения блока (PowerPoint, 54 КБ, 10 августа 2007 г.)
- Начните со стандартной складной блок-схемы, назначьте цвета различным слоям. Если у вас недостаточно цветов, добавьте окаменелости или осадочные структуры, отражающие соответствующую геологию.
- В главной копии замените слои пространствами данных. Важно отметить, что углы должны иметь совпадающие слои при сгибе, а выражение поверхности также должно совпадать с углами.
- Используя плотную бумагу, закрепите колонны по комнате, используя ориентацию, отображаемую на блоке, чтобы определить место их размещения. Важно сохранять правильную ориентацию: самые верхние слои должны быть направлены к потолку, а самые нижние — к полу.
- Также жизненно важно поддерживать соответствующую ориентацию спереди назад, закреплять точки данных выражения поверхности либо на потолке, либо на столах / столах.
- Студенты собирают данные, записывая соответствующий цвет и любые окаменелости или структуры на пустых местах.
- Учащиеся соединяют пространства данных соответствующими цветными линиями по бокам и сверху.
- Учащиеся складывают блок в соответствии с указаниями и закрепляют за углы .
Было бы полезно изучить местную или региональную геологию для определения подходящих окаменелостей или литологии. В долине Шенандоа, например, общие окаменелости включают брахиопод, мшанок, небольших трилобитов и, возможно, некоторые граптолиты.Многие породы представляют собой мелководные известняки, сланцы и глубоководные карбонаты, богатые кремнеземом. Дальше на запад, в долину и хребет, можно найти кораллы, брахиопод, следы червей, возможно, некоторые окаменелости ранних растений. Отложения обычно терригенные, состоят из отложений ручьев, конгломератов, песчаников и сланцев. Более продвинутые студенты и классы могут использовать данные о литологии и осадочных структурах для построения геологической истории этого района.
Оценка
Оценкавстроена в сам цикл обучения, но итоговая оценка исходит из синтезируемых письменных заданий, требующих от учащихся согласовывать свое понимание этой задачи с другими историческими представлениями в науках о Земле.
Вот рубрика, которую можно использовать с упражнением:
Другие варианты оценки
Яэль Кали и Нир Орион из Института Вейцмана разработали инструмент, который обеспечивает базовую оценку способности студентов визуализировать трехмерные или «проникающие» геологические структуры, представленные в виде блок-схем. Таким образом, он может стать полезным тестом перед пост-постом в сочетании с деятельностью по строительству блока. См .:
Kali, Y., и Орион, Н. (1995). Пространственные способности старшеклассников в восприятии геологических структур. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 33 (4), 369-91.
http://www.design-principles.org/docs/GeoSAT/GeoSATNew1.0.doc
http://www.design-principles.org/docs/GeoSAT/GeoSAT_Code_Legend.doc
В зависимости от конкретных учебных целей, могут быть добавлены более объективные вопросы о законах Стено, возможно, об истории геологической карты и геологии как науки.Что касается способностей учащихся к трехмерному обучению, этот сайт предоставляет полезные учебные пособия и библиографию, основанные на современной теории обучения и современной педагогике:
http://www.ldeo.columbia.edu/edu/DLESE/maptutorial/Title_page. html
Ссылки и ресурсы
Хорошую коллекцию бумажных моделей для блок-схем можно найти по адресу:
http://www.fault-analysis-group.ucd.ie/
Некоторые из них использовались в классе, при необходимости скрывая часть или всю информацию.
Остальные можно найти по адресу:http://reynolds.asu.edu/virtual_reality.htm
http://www.geoblox.com/science.html .
