Bài giảng Trường điện từ - Bài 13: Đường dây truyền sóng và ứng dụng (Tiếp theo) - Trần Quang Việt

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