СОГЛАСОВАННАЯ НАГРУЗКА

нагрузка длинной линии, при к-рой в линии отсутствует отражённая волна: нагрузка симметричного четырёхполюсника(в частности, фильтра), при к-рой его выходное сопротивление равно сопротивлению нагрузки.

Смотреть что такое «СОГЛАСОВАННАЯ НАГРУЗКА» в других словарях:

согласованная нагрузка — suderintoji apkrova statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. matched load; matched termination vok. angepaßte Belastung, f; angepaßte Last, f; angepaßter Abschluß, m rus. согласованная нагрузка, f pranc. charge adaptée, f … Automatikos terminų žodynas

согласованная нагрузка — 3.1.20 согласованная нагрузка: Резистор на конце длинной линии, сопротивление которого равно волновому сопротивлению данной линии. 3.1.21 Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Согласованная нагрузка — 1. Нагрузка с собственным КСВН не более 1,05 Употребляется в документе: РД 45.381 2003 Фильтры полосовые и режекторные для передающего оборудования телерадиовещания и радиосвязи диапазонов ОВЧ и УВЧ. Общие технические требования 2. Двухполюсник,… … Телекоммуникационный словарь

горячая согласованная нагрузка — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN hot reference termination … Справочник технического переводчика

холодная согласованная нагрузка — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN cold reference termination … Справочник технического переводчика

завершение работы — прекращение работы оконечная нагрузка концевая заделка кабельных жил окончание установление соединения согласованная нагрузка линии передачи разъединение соединения при завершении разговора — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по… … Справочник технического переводчика

Терминатор (электроника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Терминатор. Терминаторы с коаксиальным разъёмом Термин … Википедия

ГОСТ Р 54938-2012: Железнодорожная электросвязь. Правила защиты проводной связи от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока — Терминология ГОСТ Р 54938 2012: Железнодорожная электросвязь. Правила защиты проводной связи от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока оригинал документа: 3.1.6 «два провода рельс» линия; ДПР:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

БЕГУЩАЯ ВОЛНА — волна, переносящая энергию вдоль направления распространения от источника к потребителю (нагрузке). В линиях передачи энергии различают: режим Б. в., когда нагрузка полностью, без отражения, поглощает направляемую ей энергию (т. н. согласованная… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Источник

Что такое согласованная нагрузка

Согласованная нагрузка или терминатор устанавливается в высокочастотные цепи для подавления помех и уменьшения потерь мощности.

Стандартная согласованная нагрузка представляет собой заземленный резистор на 50 Ом. Для поглощения тепла, выделяемого в результате воздействия отраженных волн, используются резонаторы, покрытые специальным изоляционным материалом.

На рисунках 1 и 2 изображены варианты установки согласованной нагрузки на стыках кабелей и в разветвителях. Как уже было сказано выше, резонатор используется для отвода тепла, а в разветвителях еще и служит для поглощения побочных сигналов, которые обычно не должны появляться, но иногда могут возникать.

В соединениях с тремя и более входами/выходами, как например, в делителях мощности, разветвителях и шунтах, согласованная нагрузка может использоваться для проверки электрических характеристик этих узлов. Для проверки согласованная нагрузка подсоединяется к неиспользуемому входу/выходу, а на оставшихся проводятся соответствующие измерения.

Например, для измерения параметров S 11 и S 21 разветвителя согласованная нагрузка должна быть подсоединена не только к резонатору, но и к дополнительному выходу – ответвителю, поскольку без этого входной сигнал будет возвращаться обратно от выхода ответвителя. Таким образом, без второй согласованной нагрузки измерения вышеназванных параметров невозможно.

Чтобы избежать возникновения отраженного сигнала, подобным образом следует поступить и при проведении измерений на делителе мощности: для проверки параметра S 21 согласованную нагрузку необходимо подключить к порту № 3, а для измерения параметра S 31 нагрузку подключают к порту № 2.

Близким аналогом согласованной нагрузки является традиционный эквивалент нагрузки или по-другому балластная нагрузка, которая подключается к высокочастотному передатчику вместо антенны для проведения измерений, например, такого параметра передатчика, как диапазон излучаемых частот. Этот параметр является наиболее критичным, поскольку разрешение на его использование дается соответствующими государственными службами и любое отклонение от соответствующего диапазона может привести к серьезным негативным последствиям. Поэтому, прежде чем начать транслировать сигналы в эфир, их необходимо проверить на выходе передатчика без излучения, то есть без антенны. Чтобы избежать рассогласования передающей системы из-за отсутствия антенны, что неизбежно приведет к возникновению отраженных сигналов и используют нагрузку, эквивалентную антенне, которая к тому же оснащена радиатором, рассеивающем тепло, что немаловажно, особенно если входной сигнал имеет большую мощность.

Таким образом, основное назначение согласованной нагрузки – снижение возвратных потерь. Если в вашей системе всего один вход и один выход, то в ней не возникнет дополнительных внутренних потерь, но возвратных потерь, даже в такой простой системе, без согласованной нагрузки избежать невозможно.

Следует еще раз обратить внимание на функцию теплоотвода согласованной нагрузки, которые выпускаются с радиаторами различного типоразмера, применяемые в зависимости от входной мощности вашей системы. Очевидно, что чем выше входная мощность, тем больше энергии несет электромагнитная волна на выходе, часть которой будет поглощаться согласованной нагрузкой. Поэтому согласованные нагрузки различаются не только в зависимости от частоты сигнала, используемой в системе, но и от его входной мощности. Так например, согласованные нагрузки, предназначенные для сигнала одной частоты 3 ГГц могут быть рассчитаны на входную мощность 1 Вт или 100 Вт. Согласованная нагрузка на 100 Вт имеет площадь поверхности радиатора больше и поэтому рассеивает поглощаемое тепло эффективнее.

Согласованная нагрузка может использоваться не только в сетях мобильной связи, но и других проводных и беспроводных телекоммуникационных системах.

Рисунок 3. Беспроводная телекоммуникационная система

Для понимания принципа работы согласованной нагрузки рассмотрим ее применение в сети мобильной связи. При отправке абоненту сети вызова с сотового телефона сигнал поступает на антенну и затем через сумматор (или делитель) и повторитель на коммутатор базовой станции, который определяет местонахождение вызываемого абонента и передает ему сигнал обратно через эти же узлы и компоненты базовой станции. Как видно на рисунке 3 в цепи передатчика и приемника телекоммуникационной системы используется делитель (сумматор), выполненный по несимметричной схеме входов и выходов, то есть делитель может работать как сумматор, а сумматор как делитель в зависимости от направления приема-передачи сигнала (более подробно о делителе изложено на странице 108 настоящего руководства).

Делитель может быть выполнен с 2-мя, 3-мя, 4-мя, 8-ю и более выходами, однако, в зависимости от условий эксплуатации они могут использоваться не все, как например, в делителе на рисунке 4 с 4-мя выходами, один из которых не используется. В этом случае к свободному выходу следует обязательно подсоединить согласованную нагрузку. В противном случае, в делителе будут формироваться отраженные сигналы.

Рис. 4. Подсоединение согласованной нагрузки к делителю

Для обеспечения надежной безопасности системы при возможных кратковременных превышений мощности сигнала на входе типоразмер согласованной нагрузки следует выбирать с небольшим запасом по мощности, исходя из того, что мощность сигнала на каждом выходе равна примерно мощности на входе, деленной на число выходов.

К неиспользуемым выходам повторителя, соединенного с делителем, также рекомендуется подключать согласованные нагрузки, которые оснащаются заземляющей цепочкой для снижения возвратных потерь мощности (см. рис. 5) и подбираются также с небольшим превышением номинальной мощности на соответствующих выходах.

Как следует из примеров использования согласованных нагрузок, рассмотренных выше, диапазон их применения чрезвычайно широк: в делителях, ответвителях, циркуляторах, резонаторах и резонаторных фильтрах и т. п., то есть во всех устройствах, используемых в системах высокочастотного диапазона, и имеющих входы и выходы для сопряжения с другими компонентами системы, включая беспроводные сети, где согласованные нагрузки также применяются как функциональные заглушки неиспользуемых входов-выходов, чтобы предотвратить возникновение паразитных сигналов.

Рисунок 5. Согласованная нагрузка с заземляющей цепочкой

Далее рассмотрим по каким критериям подбираются согласованные нагрузки.

Прежде всего следует определить тип разъема входов-выходов модуля, для которых будет использоваться терминатор. Обратите внимание также на варианты исполнения разъема – розетка или вилка.

В-третьих, следует учесть мощность сигнала на выходах системы, для которых планируется использовать согласованные нагрузки. Теоретически, расчетная мощность согласованной нагрузки, по меньшей мере, должна быть равной выходной мощности соответствующего узла, что для некоторых пользователей является достаточным основанием поступать именно так, но для большей надежности рекомендуется использовать нагрузку, рассчитанную на 30-50% больше выходной мощности, как и поступает большинство, чтобы избежать выхода из строя дорогостоящего оборудования при перепадах мощности сигнала.

В-четвертых, немаловажное значение имеют габаритные размеры согласованной нагрузки, точнее ее радиатора. Поскольку они могут устанавливаться как на оборудовании, эксплуатируемом в помещениях, так и снаружи, то и требования к ним в отношении габаритов также различаются. Очевидно, что радиаторы с большей площадью поверхности обладают и большей эффективностью рассеивания тепла и, соответственно, предназначены для систем с большей мощностью сигнала. Однако для помещений габаритные размеры могут быть критичным из-за ограниченного пространства, поэтому для эксплуатации внутри помещений выпускаются согласованные нагрузки с радиаторами меньших габаритных размеров, но с более эффективной теплоотдачей для мощных систем. Такие варианты исполнения согласованных нагрузок, как правило, более дорогостоящие, но зачастую оказываются единственным возможным вариантом для определенных условий.

Согласованная нагрузка не имеет собственных потерь. Как уже было сказано выше, она представляет собой устройство с одним входом, компенсирующим возвратные потери устройства, к выходу которого она подключена. Для вычисления возможных возвратных потерь мощности и коэффициента стоячей волны по напряжению конкретной высокочастотной системы, необходимо знать ее полосу пропускания. Это еще один параметр, который следует учитывать при выборе согласованной нагрузки.

Источник

Что такое согласованная нагрузка

Если в конце линии включено сопротивление нагрузки, равное волновому:

то, обращаясь к формулам (18-23), находим, что

(18-48)

т. е. отраженная волна не возникает Такую нагрузку называют согласованной нагрузкой или нагрузкой без отражения.

При этом, как следует из (18-47), коэффициент отражения

Из написанных выше соотношений с учетом (18-48) получим:

(18-49)

(18-51)

т. е. для любой точки линии отношение комплексов равно волновому сопротивлению Поэтому режим работы генератора, питающего такую линию, не изменится, если в любом сечении линии ее разрезать и вместо отрезанной части линии включить волновое сопротивление. Режим работы оставшегося участка линии также не изменится.

Из соотношения (18-31) следует, что для согласованной линии входное сопротивление равно волновому

Полагая начальную фазу напряжения в конце линии равной нулю, т. е. запишем на основании (18-49) и (18-50) мгновенные значения напряжения и тока в любой точке линии:

(18-52)

Полученные соотношения изображены на рис. 18-9. Точки пересечения оси абсцисс с кривыми напряжения и тока сдвинуты на расстояние причем согласно сказанному в § 18-5 величина g отрицательна. Поэтому, применяя термины, справедливые, строго говоря, только для синусоидальных величин, можно сказать, что ток опережает по фазе напряжение на угол Напряжение и ток в различных точках линии различаются не только по амплитуде, но и по фазе.

Мощность, проходящая через какое-нибудь сечение линии,

(18-53)

Эта мощность уменьшается по мере удаления от начала, так как на каждом элементе длины линии поглощается мощность

(18-54)

равная сумме потерь в сопротивлении проводов и в проводимости изоляции на элементе линии Равенство средней и правой частей соотношения (18-54) можно показать после преобразований. Для этого следует в средней его части заменить их значениями из равенств (18-49), (18-50), (18-27), (18-10) и (18-11), выразив предварительно через по известной формуле

Мощность, передаваемая по согласованной линии, называется естественной или натуральной мощностью. Режим передачи естественной мощности может иметь место в линиях, если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению Средние значения естественной мощности для линий 500, 400, 220, 110 и 35 кВ соответственно равны 3 МВт. Отсюда видно, как сильно увеличивается естественная передаваемая мощность с увеличением напряжения линии.

Мощность, получаемая линией,

Мощность в конце линий

На основании равенств (18-49) и (18-50)

(18-55)

(18-56)

Все сказанное здесь о согласованной линии применимо и к бесконечно длинной линии, поскольку в последней не может возникнуть Отраженная волна.

Пример 18-3. По результатам примера 18-1 определить 1) естественную мощность, передаваемую в Москву при напряжении в Москве ; 2) напряжение на ГЭС; 3) токи в начале и в конце линии.

Решение. Естественная мощность, передаваемая в Москву,

Источник

Согласованный режим работы электрической цепи, согласование источника и нагрузки

Предметом данной статьи будет освещение в общем виде режимов работы электрической сети в условиях согласования источника и нагрузки. Что это за условия и когда и для чего они нужны? Особого внимания заслуживает согласованный режим (по мощности), но мы рассмотрим между прочим и другие режимы согласования.

Согласованным режимом, в общем смысле, называется такой режим работы электрической цепи, когда на нагрузке, подключенной к данному источнику, выделяется максимальная мощность, которую способен дать этот источник в текущем его состоянии.

Условием, при котором имеет место данный режим, является равенство сопротивления нагрузки внутреннему сопротивлению источника для цепей постоянного тока, или равенство собственного импеданса источника комплексному импедансу нагрузки для цепей переменного тока.

Очевидно, что для реальных источников электроэнергии, обладающих определенным конечным внутренним сопротивлением, справедливо утверждение, что с увеличением сопротивления нагрузки начиная от нуля, выделяемая на ней мощность сначала нелинейно возрастает, затем достигается пик выделяемой на нагрузке мощности (для данного источника), и с дальнейшим увеличением сопротивления нагрузки, выделяемая на ней мощность нелинейно снижается, приближаясь к нулю.

Это связано с тем, что ток источника связан не только с сопротивлением нагрузки R, но и с собственным сопротивлением источника r:

Так или иначе, с целью согласования нагрузки и источника, подбирают именно такое соотношение между внутренним сопротивлением источника и сопротивлением цепи нагрузки, чтобы полученная система в результате проявляла бы именно те свойства, которые от нее для конкретной задачи требуются. По этой причине существует несколько вариантов согласования нагрузки и источника, и давайте справедливости ради основные из них отметим: по напряжению, по току, по мощности, по волновому сопротивлению.

Согласование нагрузки и источника по напряжению

С целью получения на нагрузке максимального напряжения, ее сопротивление подбирают таким, чтобы оно оказалось много больше внутреннего сопротивления источника. То есть в пределе источник должен работать под нагрузкой, но при этом в режиме холостого хода, тогда напряжение на нагрузке будет равно ЭДС источника. Такое согласование применяют в частности в электронных системах, в которых напряжение служит носителем информации, носителем сигнала, и необходимо чтобы при передаче этого сигнала потери были бы минимальными.

Согласование нагрузки и источника по току

Когда на нагрузке требуется получить максимальный ток, сопротивление нагрузки подбирают как можно меньшим, много меньшим чем внутреннее сопротивление источника. То есть источник работает в режиме короткого замыкания, и при этом через нагрузку течет ток, равный току короткого замыкания.

Такое решение применяется в частности в электронных схемах, где носителем сигнала является ток. К примеру, быстродействующий фотодиод передает сигнал именно током, который затем преобразуется в необходимого уровня напряжение. Благодаря малому входного сопротивлению решается проблема заужения полосы из-за паразитного RC-фильтра.

Согласование нагрузки и источника по мощности (согласованный режим)

На нагрузке получается максимальная мощность, которую способен дать источник. Сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника (импедансу). Мощность, выделяемая в данном режиме на нагрузке, определяется по формуле:

Согласование нагрузки и источника по волновому сопротивлению

В теории длинных линий и в СВЧ технике это особенно значимый тип согласования. При согласовании по волновому сопротивлению, в линии передачи получается максимальный коэффициент бегущей волны, что тождественно, применительно к длинным линиям, согласованию по мощности в обычных цепях переменного тока.

При согласовании по волновому сопротивлению, волновое сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению источника волны. Всюду в СВЧ технике применяют согласование по волновому сопротивлению.

Кстати, применительно к альтернативной энергетике ближайшего будущего, когда источник электроэнергии обладает индивидуальными характеристиками, сильно отличающимися от традиционных, необходимо в первую очередь обеспечить согласованный режим работы источника и приемника, путем изготовления приемника, который будет подходить своими характеристиками к данному источнику, а лишь затем преобразовывать полученную энергию в приемлемый для нагрузки вид.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Согласованная нагрузка линии

Если в конце линии включено сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению: , то отраженной волны не возникает. Такую нагрузку называют согласованной нагрузкой. При этом коэффициент отражения

Для согласованной нагрузки

.

Это соотношение сохраняется для любой точки линии. Поэтому режим работы генератора, питающего такую линию, не изменится, если в любом сечении линии ее разрезать и вместо отрезанной части линии включить волновое сопротивление.

Из (1.22) следует, что для согласованной линии () входное сопротивление .

Пусть начальная фаза напряжения в конце согласованной линии равна нулю. На основании (1.23) и (1.24) запишем мгновенные значения напряжения и тока в любой точке линии:

Таким образом, напряжение и ток в различных точках линии различаются не только по амплитуде, но и по фазе (рис. 1.9).

Мгновенные значения тока и напряжения в любой момент времени в любой точке представляют собой бегущие волны, движущиеся от начала линии к концу линии.

Для воздушных линий передач , т.е. является чисто активным сопротивлением, . Поэтому напряжение и ток будут совпадать между собой по фазе, а при малых потерях в линии () амплитуды их будут неизменными.

Режим бегущей волны является идеальным с точки зрения экономичности и технического удобства передачи энергии по линии.

Мощность в любом сечении линии

зависит от , т.е. чем больше напряжение, тем больше передаваемая мощность.

Эта мощность уменьшается по мере удаления от начала, так как на каждом элементе длины линии имеют место потери мощности

.

Таким образом, мощность потерь равна сумме потерь в сопротивлении и в проводимости изоляции на элементе длины линии dx.

Мощность, передаваемая по согласованной линии, называется естественнойили натуральной.Режим передачи естественной мощности может иметь место в линиях, если сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению. Средние значения естественной мощности для линий 500, 400, 220, 110 и 35 кВ соответственно равны 600, 360, 120, 30 и 3 МВт.

Мощность на входе линии

,

мощность в конце линии

.

На основании (1.23) и (1.24) можно связать мощность на входе и выходе линии длиной l

,

.

Согласование параметров линии и нагрузки широко применяется в устройствах связи, т.к. это условие позволяет передавать максимально возможную мощность.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник