Báo cáo thí nghiệm siêu cao tần và anten lab2

Báo cáo thí nghiệm siêu cao tần và anten lab2

Báo cáo thí nghiệm Siêu cao tần và anten lab2

GVHD : Trần Thị Hương Nhóm : 41B

SVTH : Nguyễn Văn Hiếu

Vũ Thành Trung

Lê Văn Vũ

LAB 2: Basic Transmission Lines

in the Frequency Domain

1. Giới thiệu

dụng phần mềm SPICE để khảo sát sóng sin trên đuờng truyền ko suy

hao.

chúng ta làm quen với sóng phản xạ

cơ bản từ tải và so sánh các mô

phỏng với giá trị tính toán bằng giản

đồ Smith

2 Basic Transmission Line Model

Chúng ta có mô hình suy hao đường truyền T, cần hai thông số sau:

Với Up là vận tốc pha của sóng trên đường truyền

 Với L’là độ tự cảm trên một đơn vị chiều dài, và

C’dung kháng trên một đơm vị chiều dài

Thì ta có:

' '

1

C L

Z 

Đối với cáp đồng trục thông

thường RG-58, trở kháng đặc tính là Z0 = 50 Ω và 

vận tốc pha Up =2 / 3 c. 

(Lưu ý: c = tốc độ của ánh

sáng 3e8  m / s)

Câu hỏi 1: Đối với đường dây truyền

tải như vậy, các điện cảm và điện

dung trên mét bằng bao nhiêu?

Vậy L’ = 250.10-9 H/m và C’ = 0,1 nF/m

Câu hỏi 2: Đối với một cáp đồng

Câu hỏi 3: Nếu b = 3 mm trong câu

hỏi 2, thì a bằng bao nhiêu?

Nếu b = 3 mm trong câu hỏi 2, thì

Vậy a = 0.708 mm

3 SPICE model of a

transmission line problem.

Điện áp là 1V, trở kháng nguồn là Z G = 50Ω Đuờng truyền dạng T, nối với tải ZL = 100Ω Trở kháng đặc tính là Z D = 50Ω.

Câu hỏi 4: Ở tần số 200 MHz, và với

Câu hỏi 5: Thời gian trễ kết hợp

với λ/16 bằng bao nhiêu?

L T

Sử dụng SPICE để mô phỏng các trạng thái AC ổn định của đường dây này cho chiều dài

0, λ/16, 2λ/16, , 15λ/16, λ

Sử dụng Excel,tạo một bảng biên đô điện áp

và biên độ dòng điện ở các node Input và

Load cho mỗi chiều dài

Câu hỏi 6: Sử dụng PSPICE, Excel, hoặc Matlab để

vẽ sơ đồ độ lớn của điện áp tại đầu vào như là

một hàm của chiều dài.

 xác định VSWR, và từ VSWR tính ||

Dùng PSPICE vẽ độ lớn của điện áp tại đầu vào theo biến chiều dài:

333

667

V VSWR

3333

0 3

1 1

2

1

2 1

Câu hỏi7: Sử dụng PSPICE vẽ sơ đồ độ

lớn của dòng điện vào theo chiều dài Từ các giá trị trên biểu đồ, xác định VSWR,

và từ VSWR tính||

Ta có Iinmin = 6.6667mA

Iinmax = 13.3333mA

2 6667

6

3333

I VSWR

3333

0 3

1 1

2

1

2 1

Câu hỏi 8: Vẽ độ lớn của trở kháng theo

chiều dài dùng PSPICE Biểu diễn phần thực

và phần ảo của trở kháng bằng PSPICE

Phần thực của trở kháng 

Phần ảo của trở kháng 

Câu hỏi 9: Tính toán trực tiếp   và VSWR 

sử dụng phương trình (2.6) và (2.7) . So sánh lại kết quả đo ở các câu 6, 7 và 8?

(2.6) (2.7)

Z Z

0 3

1 50

100

50 100

Z Z

L L

2 3

1 1 3

1 1 1

Câu hỏi 11: Nếu ta có 1 mét cáp đồng

trục như ở trong câu hỏi 4, thì tần số

của nó ở λ/2, 2.5λ là bao nhiêu

(không thay đổi chiều dài vật lý của

đường truyền)

Trả lời : Cáp đồng trục trong câu hỏi 4 có tần

số f = 200MHz

Vì vậy, nó có chiều dài tại

Và nó có chiều dài tại



2

1

MHz MHz

2

12

2

Mhz MHz

X

f 2 5 200 500 5

.

Câu hỏi 12: Vẽ dạng sóng biên độ của điện

áp vào ứng với các chiều dài (Lengths) khác nhau (có thể điều chỉnh thay đổi tần số)?

VSWR bằng bao nhiêu?

2 333

333

667

V VSWR

Thay thế tải 25 Ω  cho tải 100 Ω.Ω Ω  cho tải 100 Ω. Ω  cho tải 100 Ω.cho Ω  cho tải 100 Ω.tải Ω  cho tải 100 Ω.100 Ω  cho tải 100 Ω.Ω.

Câu hỏi 13: Vẽ dạng sóng biên độ của điện

áp vào, và so sánh với trường hợp trước ở tải

100 Ω Tính VSWR?

Ta thấy trong hai trường hợp 100Ω và 25Ω , thì VSWR là bằng nhau.

2 333

333

667 666

V VSWR

Ngắn mạch tải ZL = 0,001 Ω

Câu hỏi 14: Vẽ dạng sóng biên độ của

điện áp vào Từ biểu đồ dạng sóng, Tính

VSWR Từ các phương trình (2.6) và (2.7)

Tính VSWR So sánh hai kết quả?

Đồ thị dạng sóng biên độ của điện áp tại đầu vào:

V VSWR

0

1 min

max

150

01.0

5001

.0

Z Z

L L

| 1

| 1

|

1 1

1

VSWR

Cho hở mạch tải, ZL= 1 MΩ.

Câu hỏi 15: Vẽ dạng sóng biên độ của

điện áp vào Từ biểu đồ dạng sóng, Tính VSWR Từ các phương trình (2.6) và (2.7) Tính VSWR So sánh hai kết quả?

V VSWR

0

1

min max

1 1000050

9999950 50

Z Z

L L

| 1

| 1

|

1 1

1

VSWR

Câu hỏi 16: Hai đồ thị ở trong câu

hỏi 14 và câu hỏi 15 tương tự nhau như thế nào?

Từ hai đồ thị được vẽ trong câu 14và 15 ta thấy chúng đều có biên độ như nhau(max và min).chu kì cũng bằng nhau và bằng 0.1GHz.chỉ khác nhau ở góc pha