Elektrické dvojbrány

Elektrické dvojbrány
Dvojbrány- lubovol. obvod, kt. je spojený s inými obvodmi 2 dvojicami svoriek (2
bránami), prúdy pretekajúce 2 svorkami 1 brány musia byt zhodné, rozdelenie 2B: 1.
podla fyzik. štruktúry: lineárne, nelineárne, aktívne, pasívne, autonómne,
neautonómne, (lineárne – vnút. štruktúra je tvorená lin. prvkami, kt. majú konšt.
parametre, môže obsahovat nezávislé zdroje; nelineárne – aspon 1 nelin. prvok;
aktívny – obsahuje nezávis. zdroje napätia alebo prúdu, tak, že sa tvorí napätie aj ked
nie je pripojený k obvodu; autonómny – aktívny, kt. môže sám dodat cinnú energiu;
neautonómny – zložený z pasív. prvkov a riadených zdrojov, nemôže dodat cinnú
energiu), 2.podla možnosti prenosu energie: reciprocné (neobsahuje riadené zdroje,
prenos len napájaním zo vst. a výst. svoriek) , nereciprocné (obsahuje riadené zdroje)
, bilaterálne (prenos energie oboma smermi), unilaterálne (1 smer), nonlaterálne, 3.
podla topologickej štruktúry: pozdlžne súmerný, nesúmerný, priecne súmerný,
nesúmerný, rovnice 2B: pre zjednodušenie sa budeme zaoberat iba lineár. a
linearizovanými 2B s ustálen. harmon. napájaním, 6 typov rovníc: sériovéimpedancné,
paralel. – admitancné, sérioparalelné, paralelnosériové, kaskádne,
spätnokaskádne; pre riešenie každ. spôsobu zapojenia vyhovuje iná sústava rovníc a
každá z nich popisuje vlastnosti 2B jednoznacne, každá dvojica rovníc obsahuje 4
parametre vyjadrujúce vztahy medzi vonk. obvod. velicinami, parametre majú v kaž.
type rovníc iný význam; Parametre 2B: a)stav naprázdno – I1=0 alebo I2=0 –vstup.
alebo výst. svorky sú rozpojené, b) stav nakrátko – U1=0 alebo U2=0, vst. alebo výst.
svorky sú skratované; 24 parametrov – každý má svoj význam, sú defin. pre medzné
podmienky – t.j. vstup, výstup nakrátko, naprázdno, fyzik. význam parametra môžeme
lahko urcit z prísluš. charakteristickej rovnice, urcenie parametrov z ich fyzik. definície
– z vonk. obv. velicín pri dodržaní vonk. defin. podmienok: pripojenie zdroja budenia,
vstup, výstup naprádzno, nakrátko, postup: 1. urcit fyzik význam parametra, matem.
ho definovat a stanovit definic. podmienku, 2. zabezpecit splnenie def. podmienok:
dvojbrána je odpojená od vonk. obvodov, 3. ostat. bráne pripojit ideál. zdroj napätia
alebo prúdu, typ zdroja sa volí podla použitej pocet. metódy, 4. lubov. metódou
riešenia lin. obvodov urcime všeobecne obvod. veliciny podla defin. vztahu, 5. po
dosadení do defin. vztahu obdržíme vztah vyjadrujúci riešený parameter 2B pomocou
parametrov jeho prvkov, 6.
pre danú frekvenciu prevedieme numer. riešenie, urcenie matice sústavy z matíc
ciastk. 2B: postup: 1. optim. rozdelenie sústavy na ciast. 2B, 2. vyhladanie ich matíc v
slovníku typic. obvodov podla spôsobu ich zapojenia, 3. výpocet matice sústavy
scítaním alebo násobením matíc ciastkových 2B, výpocet prvkov 2B z admit. a imped.
matice sústavy: ak poznáme štruktúru 2B, tak vieme zostavit imped. a admit. maticu,
a) použitie admit. matice – adm. matica sústavy s vonk. svorkami naprázdno je výhod.
k riešeniu imped. charakteristík, uzly sa oznacia tak, aby vst. uzol mal císlo 1, výst.
uzol císlo 2 a vn. uzly 3 až n, zvlášt. prípadom sú 2B, kt. vnút. štruktúra má iba 2
nezávislé uzly, AMS zostavená bez ohladu na definic. vztahy parametrov pre vst. a
výst. 2B naprázdno, je priamo admit. matica 2B, b) použitie imp. matice sústavy –
vhodná pre adm. charakt., IMS s vonk. svorkami spojenými nakrátko je vhodná pre
riešenie admit. charakteristík, sluc. prúdy císlujeme tak, aby prúd vst. slucky bol I1,
výst. I2, ost. – 3 až n, matica sa zostavuje podla prúdov, stlpce a riadky sa doplnia
tak, aby súcet bol 0, odvodené vztahy pre IMS a AMS, majú pre lin. obvody všeob.
platnost, ost. typy charakteristík je možné z nich odvodit s pomocou prevodných
vztahov, prenosové vlastnosti 2B – prvky matíc 2B zistené v medzných podmienkach
slúžia na urcenie vlastností 2B v reál. podmienkach – reál. zdroj, reál. zátaž, urcujú sa
hodnoty vonk. obvodov. velicín, všetky prenos. vlastnosti 2B je možné urcit z lubov.
dvojice charakt. rovníc, prenosové vlastnosti – prevádzkové – zistujú sa pre zadané
hodnoty vnút. impedancie a zataž. impedancie, charakteristické – zistené pri úplnom
impedancnom prispôsobení, prenosové – zistujú sa pri medz. podmienkach, základ.
vlastnosti: prenos napätia, prúdu, výkonu= podiel výst. veliciny a vst. veliciny, spätný
prenos napätia, prúdu, výkonu – používa sa k vyšetreniu vplyvu zmien výstupu na
vstup, strmost- pri použití elektróniek a tranzistorov riadených el. polom, prenosová
imitancia – vo všeobecnosti impedancia a admitancia, kompl. prenos U- máme na mysli
reál. a imag. cast Ku, charakter. impedancia 2B= používa sa všeobecne, obrazová = pri
obvodoch so sútred. parametrami, vlnová = pri obvodoch s rozlož. parametramia,
rozlišuje char. impedanciu v priamom smere Z01 a char. impedanciu v spät. smere
Z02, pri pozdlžnych symetr. 2B platí Z01 =Z02 =Z0, pri mierne nesymetr. 2B
využívame stred. impedanciu Z0S=Z01Z02, char. impedancie sa urcujú ako
geometr. priemer prísluš. vsr. a výst.
impedancie v stave naprázdno a nakrátko, Z01=Zvstk.Zvst0,
Z02=Zvýstk.Zvýst0, ak pripojíme medzi výst. svorky impedanciu ZZ=Z02,
vst. impedancia bude Zvst=Z01, podobne na vstupe, poznanie hodnôt charakteris.
impedancií je nutné pre stanovenie podienok optim. výkon. a impedanc. prispôsobenia,
impedanc. prispôsobenie ZZ=Z02, reál. zložky sa rovnajú, imag. zložky sa rovnajú, pre
úplné imp. prispôsobenie musí táto podmienka platit aj na vstupe, výkon.
prispôsobenie – zátaž. impedancia je komplexne združená k char. impedancii, reálne
zložky sa rovnajú, imag. zložky majú opac. znamienko, potom je cinný výkon v zátaži
maximálny, pre úpl. prispôsobenie- aj na vstupe, obycajne je potrebné obvody
prispôsobit v urc. frekvenc. pásme.