|
Функция передачи коаксиального шлейфа, не знаю как выводить |
|
|
|
Dec 18 2011, 13:34
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(Kate25 @ Dec 17 2011, 13:05)  Дело в том, что моделирование, Simetrix дает очень-очень хороший результат, я наверно, как всегда чего-то не понимаю, но зависимости от длины кабелей, которыми подключается шлейф нет. А мне надо математическую модель этого процесса. я опять про "опять 25". для упрощения Ваших расчетов , Вы помните откуда взялось в моих формулах "25". дык нет ничего проще в выражении функции передачи вашей измерительной установки с разомкнутым коакс шлейфом (Не отдельного коаксиального шлейфа !!!) по закону Ома. Vout= Zin*(Vg/2/(25+Zin) ) функция передачи по Вашей схеме это Vout/(Vg/2)= Zin/(25+Zin) , где Zin=Zc cth(γl) , l- длина, γ=α+jβ=sqrt(ZoYo)=sqrt( (ro+jωLo)(go+jωCo) ) попробуйте, должно быть похоже на симетрикс.
|
|
|
|
|
Dec 19 2011, 12:05
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(тау @ Dec 18 2011, 15:34)  по закону Ома. Vout= Zin*(Vg/2/(25+Zin) ) функция передачи по Вашей схеме это Vout/(Vg/2)= Zin/(25+Zin) , где Zin=Zc cth(γl) , l- длина, γ=α+jβ=sqrt(ZoYo)=sqrt( (ro+jωLo)(go+jωCo) ) У меня получается немножко по-другому. Вот схема измерения K. Шлейф через тройниковый переход врезан в коаксиальный тракт от генератора к измерителю (спектроанализатору). Более практично было бы использовать векторный анализатор цепей с трекинг-генератором, он сразу рисует частотную зависимость модуля и фазы коэффициента передачи. Получается делитель напряжения; в верхнем плече Rg=50 ом - внутреннее сопротивление генератора, в нижнем плече делителя - параллельно соединенные Zi (входное сопротивление шлейфа) и RL=50 ом - сопротивление нагрузки (измерителя). Коэффициент передачи напряжения делителя K равен сопротивлению нижнего плеча, деленному на сумму сопротивлений нижнего и верхнего плеча (классика жанра): K=(Zi*R/(Zi+R))/(R+Z*R/(Z+R)), здесь R=Rg=RL=50 ом. Делим все на R и получаем: K=Zi/(2*Zi+R). Формула для входного сопротивления разомкнутого шлейфа правильная: Zi=Zc/th(gamma*l), если мы считаем с учетом потерь, то без гиперболической функции не обойтись. l - длина шлейфа;gamma - коэффициент распространения;Zc - волновое сопроивление. gamma=alpha+j*beta. alpha - коэффициент затухания; beta - коэффициент фазы; alpha=0.5*(Go*Zc+Ro/Zc); beta = omega*sqrt(Lo*Co). Ro - погонное продольное сопротивление линии Lo - погонная индуктивность линии; Go - погонная поперечная проводимость линии; Co - погонная емкость линии; omega - круговая частота. Расчет Ro, Go - в известной книге "Фрадин. Антенно-фидерные устройства".
Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 19 2011, 13:21
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Dec 19 2011, 13:47
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(Proffessor @ Dec 19 2011, 16:05)  (классика жанра): K=(Zi*R/(Zi+R))/(R+Z*R/(Z+R)), здесь R=Rg=RL=50 ом. Делим все на R и получаем: K=Zi/(2*Zi+R). Gain=0 dB должен учитывать нулевое ослабление шлейфом того уровня , который выставлен на генераторе и наблюдаем на SA. к этому гэйну можно прибавлять те dBm, которые выставлены на генераторе, чтобы совпадало с тем что покажет SA . Это требует учета делителя 1/2 на Rg=RL=50. Поэтому , умножив Ваше выражение на 2 , а затем разделив числитель и знаменатель опять на 2 получим Zi/(Zi+R/2) Цитата Формула для входного сопротивления разомкнутого шлейфа правильная: Zi=Zc/th(gamma*l) 1/th(gamma*l)==cth(γl)
|
|
|
|
|
Dec 19 2011, 14:09
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(тау @ Dec 19 2011, 15:47)  Gain=0 dB должен учитывать нулевое ослабление шлейфом того уровня , который выставлен на генераторе и наблюдаем на SA. к этому гэйну можно прибавлять те dBm, которые выставлены на генераторе, чтобы совпадало с тем что покажет SA . Это требует учета делителя 1/2 на Rg=RL=50. Поэтому , умножив Ваше выражение на 2 , а затем разделив числитель и знаменатель опять на 2 получим Zi/(Zi+R/2) 1/th(gamma*l)==cth(γl) Возражений принципиальных нет, тут главное не запутать нашу милую барышню.
Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 19 2011, 14:10
|
|
|
|
|
Dec 19 2011, 14:19
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Цитата(Proffessor @ Dec 19 2011, 18:09)  Возражений принципиальных нет, тут главное не запутать нашу милую барышню. Уважаемые тау и Professor, спасибо Вам самое большое!!!У меня по частоте уже все совпадает! И зависимость уменьшения амплитуды от скин-эффекта видна, осталось диэлектрические потери домучить! Я сделаю честно-честно!
|
|
|
|
|
Jan 16 2012, 15:24
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Цитата(Proffessor @ Dec 19 2011, 15:05)  У меня получается немножко по-другому. Вот схема измерения K. Шлейф через тройниковый переход врезан в коаксиальный тракт от генератора к измерителю (спектроанализатору). Более практично было бы использовать векторный анализатор цепей с трекинг-генератором, он сразу рисует частотную зависимость модуля и фазы коэффициента передачи.
Получается делитель напряжения; в верхнем плече Rg=50 ом - внутреннее сопротивление генератора, в нижнем плече делителя - параллельно соединенные Zi (входное сопротивление шлейфа) и RL=50 ом - сопротивление нагрузки (измерителя). Коэффициент передачи напряжения делителя K равен сопротивлению нижнего плеча, деленному на сумму сопротивлений нижнего и верхнего плеча (классика жанра): K=(Zi*R/(Zi+R))/(R+Z*R/(Z+R)), здесь R=Rg=RL=50 ом. Делим все на R и получаем: K=Zi/(2*Zi+R). Формула для входного сопротивления разомкнутого шлейфа правильная: Zi=Zc/th(gamma*l), если мы считаем с учетом потерь, то без гиперболической функции не обойтись. l - длина шлейфа;gamma - коэффициент распространения;Zc - волновое сопроивление. gamma=alpha+j*beta. alpha - коэффициент затухания; beta - коэффициент фазы; alpha=0.5*(Go*Zc+Ro/Zc); beta = omega*sqrt(Lo*Co). Ro - погонное продольное сопротивление линии Lo - погонная индуктивность линии; Go - погонная поперечная проводимость линии; Co - погонная емкость линии; omega - круговая частота. Расчет Ro, Go - в известной книге "Фрадин. Антенно-фидерные устройства". Уважаемые Умы, Спасибо Вам еще раз Всем, кто мне помогает и за критику тоже спасибо! Я вот тут сделала как Professor и тау научили. Только alpha=0.5*(Go*Zc+Ro/Zc) домножила еще на 8,686 так как у меня затухания в децибелах на метр. Вот все ничего, но что ж моя вторая гармоника по амплитуде не сходится. Подскажите пожалуйста, у кого есть идеи. Заранее Всем огромнейшее спасибо!
|
|
|
|
|
Jan 17 2012, 08:19
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(Kate25 @ Jan 16 2012, 17:24)  Вот все ничего, но что ж моя вторая гармоника по амплитуде не сходится. Подскажите пожалуйста, у кого есть идеи. Может при расчете потерь в проводниках коаксиала Вы не учли потери на внутренней поверхности экрана коаксиала, которые должны складываться с потерями центрального проводника. Дело в том, что в коаксиале ток течет по двум проводам - внутреннему и внешнему, диаметр которого равен внутреннему диаметру экрана. Скорее всего сопротивление потерь на 3/4-волновом резонансе оказалось реально больше, чем расчетные, из-за потерь на излучение, которые в Вашей модели не учитывались. Мне когда-то кто-то возражал, что потерями на излучение можно пренебречь из-за того, что диаметр коаксиала намного меньше длины волны. Но на самом деле все сложнее. Конец резонатора все же принципиально не согласован. Дело в том, что токи из внутренней поверхности экрана затекают на его внешнюю поверхность, а внешняя поверхность достаточно протяженна, и получается хороший вибратор. Аналогом явления есть так называемый антенный эффект фидера при рассогласовании. Найти электродинамическую модель и посчитать потери на излучение - достаточно сложная задача.
Сообщение отредактировал Proffessor - Jan 17 2012, 08:20
|
|
|
|
|
Jan 17 2012, 12:11
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Спасибо, Уважаемые, огромнейшее, кто еще мучается со мной!
Дело в том, что если взять формулу для проводимости G=tangent*omega*C, где tangent-тангенс диэлектрических потерь, С-емкость, а omega-круговая частота, то картинка, хотя бы на мой взгляд лучше. Взяла из литературы тангенс угла диэлектрических потерь на частоте около 40 МГц равным 0,05 (из предыдущей модели, что расчитывала с Вашей же помощью, с использованием сосредоточенных параметров получалось 0,04, что тоже очень красиво). Но почему же если подставить в известную формулу tangent=sigma/epsilon_abs*omega, гди sigma-проводимость этанола равная 6,4e-6, а epsilon_abs-абсолютное значение диэлектрической проницаемости, то никак ни 0,04 ни 0,05 я не получу. Где ж я опять чего упустила?
Спасибо Вам самое-самое большое!
|
|
|
|
|
Jan 17 2012, 14:10
|

.
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 424
Регистрация: 25-12-08
Пользователь №: 42 757

|
Цитата(Kate25 @ Jan 17 2012, 16:11)  гди sigma-проводимость этанола равная 6,4e-6, а epsilon_abs-абсолютное значение диэлектрической проницаемости, то никак ни 0,04 ни 0,05 я не получу. Где ж я опять чего упустила? Похоже что не различаете потери от проводимости разного физического характера. Потери сквозной проводимости - это одно, а потери проводимости за счет поляризации - это другое, первое из второго не вытекает и даже не связаны функционально. Вот "сигма -проводимость этанола равная 6,4e-6" , это на какой частоте у неё такое значение ? наверное на низкой или постоянном токе. Для такого вида проводимости потери уменьшаются с частотой. Но ведь есть и другие виды потерь, которые влияют на тангенс.
|
|
|
|
|
Jan 17 2012, 14:26
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Цитата(тау @ Jan 17 2012, 18:10)  Похоже что не различаете потери от проводимости разного физического характера. Потери сквозной проводимости - это одно, а потери проводимости за счет поляризации - это другое, первое из второго не вытекает и даже не связаны функционально. Вот "сигма -проводимость этанола равная 6,4e-6" , это на какой частоте у неё такое значение ? наверное на низкой или постоянном токе. Для такого вида проводимости потери уменьшаются с частотой. Но ведь есть и другие виды потерь, которые влияют на тангенс. Вот, Добрый Вы Человек, спасибо Вам, тау. Я понимаю о чем Вы, и картинка у меня есть. А вот моделирую я криво!!!
|
|
|
|
|
Feb 6 2012, 12:36
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Уважаемые, Умы!!!
Расскажите, мне пожалуйста, почему формула тангенса угла диэлектрических потерь, приводимая в литературе, обратна круговой частоте, т.е. tan (delta)=sigma/(omega*epsilon_abs), где omega-круговая частота, sigma-проводимость материала и epsilon_abs-абсолютное значение диэлектрической проницаемости, а в приложенной таблице данных для воды, происходит увеличение значения тангенса диэл. потерь с увеличением частоты.
Простите, если спрашиваю совсем тривиальную вещь и отнимаю Ваше время.
Заранее Всем огромнейшее спасибо!!!
|
|
|
|
|
Apr 16 2012, 14:02
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 250
Регистрация: 13-06-11
Из: Нидерланды
Пользователь №: 65 668

|
Добрый день, Уважаемые Умы.
Если у кого есть время и желание, помогите пожалуйста разобраться мне еще с одной проблемой. По-принципу работы моего четвертьволнового резонатора, работу которого, благодаря именно Вам, хоть как удалось мне понять, собрала такой же только сделала из него полуволновой шлейф-резонатор. Изменила материал резонатора с меди на нержавеющую сталь и размеры значительно увеличила: внешний диаметр 9 см, внутренний 6 мм, длина 110 см. В качестве диэлектрика между проводниками-вода. Спросила, вчера совета у Dunadan, как всегда очень-очень, за что ему огромное спасибо. Однако, что-то у меня совсем странная картинка получается при моделирование след. образом:
len = 1.1; % длина b = 90; % внешний диаметр a = 6; % внутренний диаметр Er = 78; % диэл. проницаемость воды Ur = 1; E = Er * 8.854e-12; %Permittivity u = Ur*1.257e-6; %Permeability n=1 % Number of harmonic sigma=468e-3 % Conductivity of water (18-20 C) sigma_STEEL=1.1e+6 % Conductance of STEEL(Pozar p687) C = ((2*pi*E)/log(b/a)) % Capacitance L = ((u/(pi*2))*log(b/a)) % Inductance
vin=43e-3
f=5.00E+06:10000:50E+06; omega = 2*pi*f; Rs=sqrt(omega*Ur/(2*sigma_STEEL)) R=(Rs/(2*pi)*(1/(0.5*a)+1/(0.5*b))) tangent=0.015; G=tangent*omega*C; gamma = sqrt((R+1i.*omega.*L).*(G+1i.*omega.*C)); Zc=sqrt((R+1i.*omega.*L)./(G+1i.*omega.*C)); Zin=Zc.*tanh(gamma.*len); vout=(Zin*vin)./(25+Zin); vout=20*log10(vout)+13;
Спасибо Вам самое огромное!
Сообщение отредактировал Kate25 - Apr 16 2012, 14:06
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|