Bài giảng Trường điện tử - Bài 13: Đường dây truyền sóng và ứng dụng (Tiếp theo)

1 Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Đường dây truyền sóng và ứng dụng (cont)
Lecture 13
EE 2003: Trường điện từ
 Tran Quang Viet – FEEE – HCMUT Electromagnetics Field
Đường dây không tổn hao trong mạch điện tử số
EE 2003: Trường điện từ
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Giải phương trình đường dây KTH trong miền t
0
u i
L
z t
 
 
0
i u
C
z t
 
 
2 2
0 02 2
u
L
u
C
z t
 
 
(phương trình sóng)
 , p pu z t u t z v u t z v 
0 01/ L C 1/pv m =Vận tốc truyền sóng
0 0
,
p pu t z v u t z v
i z t
Z Z
0 0 0L / CZ : Trở kháng đặc tính của đường dây
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Đường dây kết thúc bởi tải thuần trở
 Xét đường dây truyền sóng kết thúc bởi tải thuần trở được
kích thích một xung (cạnh lên) tại t=0: 
S
t = 0Rg
Eg
Z0 , vp RL
z = 0 z = ℓ
 Sự lan truyền của sóng điện áp và dòng điện trên TL:
 Tại t=0+: ở đầu đường dây chỉ có sóng tới
Rg
Eg
Z0
z = 0
u+
i+
+
-
0 g g 0i =i E /(R Z )
0 0u =u Z i
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Đường dây kết thúc bởi tải thuần trở
 Tại t=ℓ/vp: sóng tới cuối đường dây
Z0 , vp RL
z = ℓ
uL
iL
+
-
L L Lu R i 
+
+
L
0 0
u u
(u u ) R
Z Z
L 0
L
L 0
R Zu
u R Z
 
HS PX áp tại tải (Load) HS PX dòng tại tải (Load)
L
i u
i u
 
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Đường dây kết thúc bởi tải thuần trở
 Tại t=2ℓ/vp: sóng PX về lại tới đầu đường dây
Rg
Eg
Z0 , vp
z = 0
u1
i1
+
-
1 g g 1u E R i 
+
+
g g
0 0 0
u u u
(u u u ) E R
Z Z Z
g 0
S
g 0
R Zu
u R Z
 
HS PX áp tại nguồn (Source) HS PX dòng tại nguồn (Source)
S
i u
i u
 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Đường dây kết thúc bởi tải thuần trở
 Tại t= : TL xác lập (steady state)
iSS
Rg
Eg
RL
z = 0 z = ℓ
uSS
+
-
g
SS
g L
E
i
R R
SS L SSu R *i 
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Đường dây được kích thích bởi nguồn không đổi tại t=0
S
t = 
0
40 
100V
Z0 = 60
T = 1 ms
RL
z = 0 z = ℓ
120 
 Tính thành phần sóng tới đầu tiên:
g+ + +
0
g 0
E 100
i = =1A; u i 60
R 40+60
Z V
Z
 Tính các HSPX:
00
0 0
120 60 1 40 60 1
;
120 60 3 40 60 5
gL
L S
L g
R ZR Z
R Z R Z
  
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Giản đồ Bounce điện áp:
1/ 3L 1/5S z
t
u 60V 
u 20V 
u 4V 
u =-4/3V 
T
3T
2T
4T u 4 /15V 
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Giản đồ Bounce dòng điện:
1/ 3L 1/5S z
t
i 1A 
i 1/ 3A 
i 1/15A 
i =1/45A 
T
3T
2T
4T i 1/ 225A 
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Dạng áp – dòng đầu đường dây:
V, V
z = 0
76100
60
0 2 4 6 8
1124
15
t, ms
u(V) I, A
1
0 2 4 6 8
141
225
9
15
t, ms
i( )
1/ 3L 1/ 5S z
t
i 1A 
i 1/ 3A 
i 1/15A 
i =1/45A 
0A
2/3A
T
3T
2T
4T
1A
3/5A
1/ 3L 1/ 5S z
t
u 60V 
u 20V 
u 4V 
u =-4/3V 
0V
80V
T
3T
2T
4T
60V
76V
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Dạng áp – dòng cuối đường dây:
1/ 3L 1/ 5S z
t
i 1A 
i 1/ 3A 
i 1/15A 
i =1/45A 
0A
2/3A
T
3T
2T
4T
1A
3/5A
1/ 3L 1/ 5S z
t
u 60V 
u 20V 
u 4V 
u =-4/3V 
0V
80V
T
3T
2T
4T
60V
76V
V, V
z = l
100 80
0 1 3 5 7
224
3
t, ms
u( ) I, A
1
0 1 3 5 7
28
45
2
3
t, 
ms
i(A)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
7EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Dạng áp – dòng giữa đường dây:
1/ 3L 1/ 5S z
t
i 1A 
i 1/ 3A 
i 1/15A 
i =1/45A 
0A
2/3A
T
3T
2T
4T
1A
3/5A
1/ 3L 1/ 5S z
t
u 60V 
u 20V 
u 4V 
u =-4/3V 
0V
80V
T
3T
2T
4T
60V
76V
V, V
100 80 76
60
0 0.5 2.5 4.5 6.5
224
3
t, ms
z 
l
2u(V) I, A
1
0 0.5 2.5 4.5 6.5
1
2
3
9
15
28
45
t, ms
i( )
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 Dạng áp – dòng tại một thời điểm t:
1/ 3L 1/ 5S z
t
i 1A 
i 1/ 3A 
i 1/15A 
i =1/45A 
0A
2/3A
T
3T
2T
4T
1A
3/5A
1/ 3L 1/ 5S z
t
u 60V 
u 20V 
u 4V 
u =-4/3V 
0V
80V
T
3T
2T
4T
60V
76V
100
0 l/2 l z
76 80 1
0 l/3 l z2l/3
2/3
u(V) i(A)
t=2.5ms t=4/3ms
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
8EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
 TL kích thích bởi xung vuông: dùng pp xếp chồng
V
V0
0 t0
t
=
+
V
V0
t0
0
–V0
t0
t
V
Ví dụ:
t = 0 Z0 = 60 
z = 0 z = l
S
T = 1 ms
z
40 
Vg
120 
100
0 1
Vg, V
t, ms
EE 2015 : Signals & Systems  Tran Quang Viet – FEEE - HCMUT Tran Quang Viet – F – Electroma etics Field
Phương pháp dùng giản đồ Bounce
0
2
4
1
3
z = 0 z = l
1
0
2
4
0
3
80
0
60
0
16
0
16
15
– 0
–
–60
–4
4
4/15
20 –20
20
–4/3
4/3
–4
4
3
–
60 V
16
3
z
S –
1
5
1
–
3
L 
t, ms
0 1 2
43
5 616
13
–
80
t, ms
[V]z l,V
16 20
0 l/4 l/2 3l/4 l
z
[V ]
t 2
1
4 ms
, V
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt