Канонические схемы формирующих двухполюсников

Как следует из 2.1, цепь, обладающая переходной функцией в виде пе­риодической ступенчатой функции, может служить ФД. Рассмотрение переходной функции (см. рис. 2.4) показывает, что искомая цепь должна быть чисто реактивной, т. е. должна состоять лишь из индуктивных и емкостных элементов, не обладающих потерями. Это следует из того, что возбуждение такой цепи перепадом напряжения или тока вызывает в ней незатухающие собственные колебания. Поскольку ФД должен быть чисто реак­тивным, удобно воспользоваться одной из канонических схем реактивных двухполюсников, позволяющих осуществить заданные свойства при минимальном числе элементов.

Рис. 2.7

Из теории формирующих цепей известны четыре канонические схемы, которые эквивалентны одной и той же ЛРП в том случае, когда число элементов этих схем стремится к бесконечности, а параметры их элементов выбраны по определенным законам (канонам). Эти схемы приведены на рис. 2.7, а–г, причем две первые (а и б) называются ФД 1-го и 2-го канонического видов соответственно. Третья схема (в) имеет цепочечную структуру типа фильтра высоких частот и на практике в качестве ФД не применяется, а четвертая схема (г) является ОИЛ и при стремлении числа элементов к бесконечности (но при сохранении величины суммарной емкости и индуктивности) эквивалентна ЛРП [2]–[4].

Цепь 1-го канонического вида (рис. 2.7, а), составленная из n параллельно соединенных последовательных LC-контуров, является наиболее удобной для теоретического анализа. Ее переходная характеристика представляет собой сумму синусоидальных составляющих с частотами, равными резонансным частотам этих контуров.

Цепь 2-го канонического вида (рис. 2.7, б) представляет собой последовательное соединение накопительного конденсатора и n параллельных LC-контуров, называемых противорезонансными контурами. Эта цепь достаточно часто встречается на практике, поскольку вся энергия запасается только в одном накопительном конденсаторе , а остальные емкости участвуют лишь в процессе формирования импульсов. При определенном соотношении параметров цепей ФД 1-го и 2-го видов цепи эквивалентны одному и тому же отрезку ЛРП, обладающей волновым сопротивлением , длиной , где и – индуктивность и емкость линии соответственно, а и – распределенные индуктивность и емкость, измеряемые в генри на метр и фарадах на метр, – скорость распространения электромагнитной волны в линии; t – время двойного пробега волной длины линии, равное длительности формируемого импульса.