1
LABORATORIUM ZAKŁADU MIKROFAL
Grupa: E2X1N1
Podgrupa: 2
Nr ćwiczenia:
Nazwisko i imię
Ocena
Data oddania sprawozdania
Zalewska Agnieszka
Prowadzący ćwiczenie
dr inż. Mirosław Czyżewski
Podpis
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Temat:
Badanie transformacyjnych własności linii
transmisyjnej
Spis przyrządów.
Nazwa:
Producent:
Typ:
GENERATOR
MIKROFALOWY
G4-80
WOLTOMIERZ
MERATEONIK
W2431
2
1. Badany układ pomiarowy
2. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z metodami realizacji dopasowania
impedancyjnej w technice mikrofalowej. Ćwiczenie obejmowało również zagadnienia budowy oraz
zasady działania mikrofalowych linii transmisyjnych. Rezultatem powyższego zadania było zdobycie
praktycznych umiejętności dotyczących pomiaru podstawowych parametrów elementów i obwodów
mikrofalowych.
3
3. Pomiar długości fali za pomocą linii pomiarowej.
Wielkość mierzona
Wartość
Jednostka
L
011
120
[mm]
L
012
115
[mm]
L
021
70
[mm]
L
022
65
[mm]
Wielkość obliczona
Pierwsze minimum l
01
118
[mm]
Drugie minimum l
02
68
[mm]
λ
f
100
[mm]
Tab. 1. Wyniki pomiarów i obliczeń długości fali.
mm
mm
pomiarów
z
Obliczenia
100
)
68
118
(
*
2
50
68
118
2
:
mm
m
f
c
e
teoretyczn
Obliczenia
100
1
,
0
10
*
3
10
*
3
:
9
8
4
4. Skalowanie detektora mikrofalowego.
L
[mm]
Ud
[mV]
U
d
/U
dmax
[v/v]
L-L01
[mm]
L/λ
sin(2piL/λ)
118
0
0,00
50,0
0,50
0,00
116
0,05
0,02
48,0
0,48
0,13
114
0,2
0,07
46,0
0,46
0,25
112
0,5
0,17
44,0
0,44
0,37
110
0,8
0,27
42,0
0,42
0,48
108
1,45
0,48
40,0
0,40
0,59
106
1,65
0,55
38,0
0,38
0,68
104
2,02
0,67
36,0
0,36
0,77
102
2,4
0,80
34,0
0,34
0,84
100
2,65
0,88
32,0
0,32
0,90
98
2,9
0,97
30,0
0,30
0,95
96
3
1,00
28,0
0,28
0,98
94
3
1,00
26,0
0,26
1,00
92
3
1,00
24,0
0,24
1,00
Tab.2. Pomiary i obliczenia skalowania detektora.
U/Umax = 0,50 [mV[ / 3,00 [mV] = 0,02 [mV]
L-L
01
= 118 [mm] – 116 [mm] = 2 [mm]
L/λ = 2,0 [mm] / 100 [mm] = 0,02 [mm]
sin(2*pi*L/λ) = sin(2*pi*0,02) = 0,13
5
5. Część doświadczalna.
5.1.
Rozkład napięcia w linii zakończonej zwarciem Z
k
= 0.
L
[mm]
U
[mV]
U/U
max
[V/V]
118
0,00
0,00
114
0,20
0,02
110
0,80
0,08
106
1,65
0,17
102
2,40
0,25
98
2,90
0,31
94
3,00
0,32
90
2,90
0,31
86
2,50
0,26
82
1,90
0,20
78
1,25
0,13
74
0,80
0,08
70
0,50
0,05
66
0,10
0,01
62
0,60
0,06
58
1,40
0,15
54
2,20
0,23
50
2,80
0,29
46
3,10
0,33
42
3,10
0,33
38
2,90
0,31
34
2,30
0,24
30
1,60
0,17
26
0,80
0,08
22
0,20
0,02
18
0,00
0,00
Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej zwarciem.
U/U
max
= 0,20 [mV[ / 3,10 [mV] = 0,02 [mV]
6
6.
Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 1(indukcyjność).
L
[mm]
U
[mV]
U/U
max
[V/V]
118
1,35
0,41
114
2,10
0,64
110
2,75
0,83
106
3,10
0,94
102
3,10
0,94
98
2,85
0,86
94
2,35
0,71
90
1,65
0,50
86
0,90
0,27
82
0,25
0,08
78
0,00
0,00
74
0,30
0,09
70
1,00
0,30
66
0,80
0,24
62
2,60
0,79
58
3,10
0,94
54
3,30
1,00
50
3,15
0,95
46
2,70
0,82
42
2,10
0,64
38
1,30
0,39
34
0,55
0,17
30
0,10
0,03
26
0,10
0,03
22
0,65
0,20
18
0,50
0,15
Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 1.
U/U
max
= 1,35 [mV[ / 3,30 [mV] = 0,41 [mV]
7
6.1.
Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).
L
[mm]
U
[mV]
U/U
max
[V/V]
118
1,50
0,52
114
0,80
0,28
110
0,25
0,09
106
0,00
0,00
102
0,20
0,07
98
0,75
0,26
94
1,50
0,52
90
2,15
0,74
86
2,60
0,90
82
2,80
0,97
78
2,70
0,93
74
2,40
0,83
70
1,80
0,62
66
1,15
0,40
62
0,50
0,17
58
0,10
0,03
54
0,10
0,03
50
0,50
0,17
46
1,20
0,41
42
2,00
0,69
38
2,60
0,90
34
2,90
1,00
30
2,90
1,00
26
2,70
0,93
22
2,20
0,76
18
1,55
0,53
Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.
U/U
max
= 1,50 [mV[ / 2,90 [mV] = 0,52 [mV]
8
6.2.
Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).
L
[mm]
U
[mV]
U/U
max
[V/V]
118
1,00
1,00
114
1,00
1,00
110
1,00
1,00
106
1,00
1,00
102
0,95
0,95
98
0,90
0,90
94
0,85
0,85
90
0,80
0,80
86
0,80
0,80
82
0,80
0,80
78
0,80
0,80
74
0,90
0,90
70
0,95
0,95
66
1,00
1,00
62
1,00
1,00
58
1,00
1,00
54
1,00
1,00
50
1,00
1,00
46
0,90
0,90
42
0,85
0,85
38
0,85
0,85
34
0,85
0,85
30
0,90
0,90
26
0,90
0,90
22
1,00
1,00
18
1,00
1,00
Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.
U/U
max
= 1,00 [mV[ / 1,00 [mV] = 1,00 [mV]
9
6.3.
Rozkład napięcia w linii zakończonej reaktancją 2(pojemność).
L
[mm]
U
[mV]
U/U
max
[V/V]
118
1,30
0,45
114
2,00
0,69
110
2,50
0,86
106
2,65
0,91
102
2,60
0,90
98
2,45
0,84
94
1,80
0,62
90
1,20
0,41
86
0,50
0,17
82
0,15
0,05
78
0,05
0,02
74
0,40
0,14
70
1,00
0,34
66
1,80
0,62
62
2,45
0,84
58
2,75
0,95
54
2,80
0,97
50
2,70
0,93
46
2,20
0,76
42
1,60
0,55
38
0,80
0,28
34
0,30
0,10
30
0,05
0,02
26
0,20
0,07
22
0,80
0,28
18
1,50
0,52
Tab.3. Wyniki pomiarów i obliczeń linii zakończonej reaktancją 2.
U/U
max
= 1,30 [mV[ / 2,80 [mV] = 0,45 [mV]
7. Obliczenia modułów i argumentów badanych obciążeń
7.1. Dla Z
k
=Z
0
7.1.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z
k
=Z
0
0
min
*
*
2
l
l
Ф = π -2 * (2π / 100) * (18-68)= π +π=2π
7.1.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z
k
=Z
0
10
min
max
|
|
U
U
WFS
0
10
,
3
|
| WFS
7.1.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z
k
=Z
0
1
1
|
|
WFS
WFS
K
1
|
|
K
7.1.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:
Z
ku
=0+j0Ω
Z
k
= 0+j0Ω
7.2. Dla Z
k1
7.2.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z
k1
0
min
*
*
2
l
l
Ф = π -2 * (2π / 100) * (78-68)= π -0,4π=0,6π
7.2.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z
k1
min
max
|
|
U
U
WFS
0
30
,
3
|
|WFS
7.2.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z
k1
1
1
|
|
WFS
WFS
K
1
|
|
K
7.2.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:
Z
ku
=0 + j0,73 Ω
Z
k
= 0 + j36,5 Ω
7.2.5. Wartość indukcyjności:
L
c
L
f
X
f
L
*
*
*
2
*
*
*
2
H
c
X
L
f
L
94
,
1
100
10
*
3
*
14
,
3
*
2
5
,
36
*
*
2
8
11
7.3. Dla Z
k2
7.3.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z
k2
0
min
*
*
2
l
l
Ф = -2 *(2π / 100) * (58-68)+π=π + 0,4 π=1,4 π
7.3.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z
k2
min
max
|
|
U
U
WFS
0
90
,
2
|
| WFS
7.3.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z
k2
1
1
|
|
WFS
WFS
K
1
|
|
K
7.3.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:
Z
ku
=0 - j0,73Ω
Z
k
=0 - j36,5 Ω
7.3.5. Wartość indukcyjności:
C
c
C
f
X
f
c
*
*
*
2
1
*
*
*
2
1
nF
X
c
C
C
f
69
,
0
5
,
36
*
100
10
*
3
*
14
,
3
*
2
1
*
*
*
2
1
8
12
7.4. Dla
Z
k3
=R+jX
7.4.1. Obliczenie argumentu współczynnika odbicia dla Z
k3
=R+jX
0
min
*
*
2
l
l
Ф = π -2 * (2π / 100) * (78-68)= π -0,4π=0,6π
7.4.2. Obliczenie współczynnika fali stojącej dla Z
k3
=R+jX
min
max
|
|
U
U
WFS
56
05
,
0
80
,
2
|
|
WFS
7.4.3. Obliczenie modułu współczynnika odbicia dla Z
k3
=R+jX
1
1
|
|
WFS
WFS
K
96
,
0
1
56
1
56
K
7.4.4. Impedancja wejściowa wyznaczona graficznie:
Z
ku
=0,02 + j0,73 Ω
Z
k
=1 + j36,5Ω
7.4.5. Wartość pojemności:
L
c
L
f
X
f
L
*
*
*
2
*
*
*
2
H
c
X
L
f
L
94
,
1
100
10
*
3
*
14
,
3
*
2
5
,
36
*
*
2
8