1.2 Введение

В системах и устройствах автоматики при передаче командных сигналов очень часто возникают их искажения. В результате нарушается требуемое функционирование исполнительных устройств.

В настоящее время в командных системах управляющие сигналы, как правило, формируются в виде последовательности прямоугольных импульсов. Но и в таких случаях нормальное функционирование исполнительного устройства может быть нарушено при возникновении амплитудных и фазовых искажениях прямоугольных импульсов при их прохождении в линиях передачи. Возникают искажения фронта импульса, или его амплитуды. В некоторых случаях при передаче сигналов по нескольким каналам, временные сдвиги импульсов, поступающие на входы блоков обработки не одинаковы. В этих случаях исполнительное устройство неправильно функционирует.

Искажения могут возникнуть, как при формировании командных сигналов в устройствах формирования управляющих сигналов, так и при прохождении сигналов в линиях передачи, особенно в тех случаях, когда передающее устройство и исполнительное устройство пространственно разнесены между собой на большие расстояния.

При анализе цепей с сосредоточенными параметрами предполагают, что в пределах одной ветви значение тока на всех ее элементах имеет одинаковое значение. Это допущение справедливо, если геометрические размеры устройства, для которых составляют расчетную схему замещения, намного меньше, чем длина волны распространяющегося в системе электромагнитного колебания.

В системах и устройствах, имеющих значительные размеры или работающих на повышенных частотах, эти допущения вводить нельзя. Такие устройства рассчитывают методом цепей с распределенными по длине параметрами.

Так как электромагнитные волны и связанная с ними электромагнитная энергия распространяются с конечной скоростью, в цепях с распределенными параметрами токи и напряжения зависят не только от конкретного момента времени, но и от координаты элемента цепи в пространстве. Например, при передаче энергии по протяженной линии токи и напряжения на конце линии отличаются от этих параметров на входе не только по абсолютной величине, но и по фазе.

Разделение электрических цепей на цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами чисто условное. В любой цепи, даже имеющей небольшие размеры, сигнал на ее выходе отстает от сигнала на входе. Однако при рассмотрении низкочастотных сигналов или сигналов большой длительности это запаздывание настолько мало по сравнению с длительностью сигнала, что его влиянием на конечный результат можно пренебречь.

При передаче очень коротких импульсов или сигналов высокой частоты эти эффекты становятся заметными, так как время запаздывания становится сравнимым с длительностью сигнала.