Теоретичні відомості
Метою роботи є ознайомлення студентів із методикою вимірювання і обчислення абсолютних рівнів напруги, струму і потужності на навантаженні. Для визначення відношення двох напруг, двох струмів або двох потужностей в електропровідній схемі використовується логарифмічна одиниця – непер. У техніці електропровідного зв’язку при аналізі і розрахунках трактів передачі сигналів використовують такі поняття, як відносні і абсолютні рівні напруги, струму і потужності. Відносні рівні виражаються в логарифмічних одиницях, які визначають відношення двох величин відносно напруг, струмів або потужностей. При цьому рівень напруги U1 відносно напруги U2 визначається за формулою
[Нп], (1)
а рівень струму І1 відносно І2 визначається за формулою
[Нп]; (2)
відповідно відносні рівні між потужностями виражаються формулою
[Нп]. (3)
Для визначення абсолютного рівня необхідно прийняти конкретні величини напруги, струму і потужності за величини нульового рівня.
У техніці електропровідного зв’язку нульовий рівень визначається в тому випадку, якщо на опорі R0=600 Ом виділяється потужність P=1 мВт; при цьому величинами нульового рівня будуть напруги U0=0,775 В, струм І0=1,29 мА і потужність Р0=1 мВт.
Майже завжди внутрішній опір генераторів і приймачів тональної частоти вибирається R0=600 Ом.
З урахуванням уведеного поняття про нульові рівні абсолютний рівень напруги, виражений в неперах, визначається відношенням
[Нп]. (4)
Напругу на опорі Z1, ввімкненому за схемою, приведеною на рис. 1, можна визначити так:
. (5)
Відповідно напругу нульового рівня отримаємо із (5) при |Z| = R0, тоді
. (6)
З урахуванням (5) і (6) із (4) отримаємо інші вирази для отримання абсолютного рівня напруги:
[Нп] (7)
або
[Нп], (8)
де РS – рівень потужності на опорі Z.
Із (8) знайдемо вираз для абсолютного рівня потужності
[Нп]. (9)
Формулу для абсолютного рівня струму можна отримати також із (7), якщо врахувати, що
[Нп], (10)
або
[Нп]. (11)
Абсолютний рівень напруги РU на опорі Z вимірюється спеціальним приладом – показником рівня (ПР); абсолютні рівні струму і потужності для заданого опору Z визначаються за формулами (9) і (11).
За виміряним абсолютним рівнем напруги можна визначити значення напруги на опорі Z з формули
, (12)
де РU – абсолютний рівень напруги, виміряний ПР.