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滑线变阻器限流与分压特性研究

滑线变阻器限流与分压特性研究
滑线变阻器限流与分压特性研究

滑线变阻器限流与分压特性研究

一、实验目的:

1.了解滑线变阻器的用途。

2.了解滑线变阻器的控制作用。

3.学会根据电路控制和调整的要求,正确选择滑线变阻器及其连接方式。

二、实验原理:

1.分压特性研究:

滑动头讲话线电阻R0分成R1和R2两部分,R1为负载电阻。电路总电阻为:R=R2+(R1*RL)/(R1+RL),故总电流为I=V0/R=V0/[R2+(R1*RL)/(R1+RL),V0为电源的端电压,负载电阻R上的压降为:V=I*(R1*RL)/(R1+RL)=[(R1*RL*V0)/(R0*R0)]/[R1/R0+RL/R0-(R1/R0)(R1/ R0)]

令K=RL/R0,X=R1/R0,K是负载电阻RL相对于划线电阻R0阻值大小的参数;X是划线电阻R0的滑动头相对于低电位端的位置参数。则上式可改写为:V/V0=KX/(K+X-X*X)

在给定负载RL和划线电阻R0滑动头位置参数X有关。

2.限流特性研究

实验图略,此时电流为:I=V0/(R2+RL),令I0=V0/RL,则:I/I0=K/(I+K-X),K、X的定义同前。对于不同的参数K,电路的限流比为I/I0。与划线电阻R0滑动头位置参数X有关。

三、实验设备,仪器,用具及其规范

设备:滑线变阻器,直流数字电压表,直流数字电流表,恒压源,实验原件箱一,可调电阻箱

使用规范:1.接通电路之前,将滑动头移动到使电路的电流、电压较小的位置。

2.测电阻时,应注意断开电源,且被测电阻必须与电路断开。

3.选择RL时注意划线电阻的额定电流,避免设备损坏。

4.分压器的输入,输出端必须选择正确,否则容易造成短路。

四、实验(测定)方法

1.分压特性试验:

(1)测量滑线变阻器的总电阻R及R1、R2。

(2)测定I2及U的值:按书上所示电路图接线,将直流稳恒电压源调制10V,分别在RL/R0=0.2、1及5三种情况下,取X=R1/R0为0、

0.25、0.5、0.75、1的数值,侧I2及U并将测得的I2、U记录与表

4-1中。

五、实验记录、数据处理

六、结果分析及问题讨论:

1.选择分压器时,分压器的输出,输入端必须选择正确,否则易造成电源短路。

2.选择分压器时,注意滑线变组的额定电流,避免设备损坏。

3.使用分压器时除考虑额定电流值外,还应使输出电压与滑线变阻器的部分电阻成线性关系

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展,无线通信已经渗透到我们生活的各个方面,对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中,无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性,就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻,对于无线电波而言,它从发送端传送到接收端,其间并没有一个有形的连接,它的传播路径也有可能不只一条,但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽,正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中,会经历各种复杂的传播路径,包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声

滑动变阻器的分压接法和限流接法

图 2 图1 滑动变阻器的分压接法和限流接法 邛崃一中——杨忠林 滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器,它在电路中的接法有分压和限流两种,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解,又没有实际的指导,学生感到无从下手,笔者从多年的教学经验,结合电路分析,对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。 一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 1.滑动变阻器的分压接法 如图1所示的电路中,滑动变阻器总电阻为R 0,输入电压为U 0,负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论: 首先,不接负载R 时,输出端的电压U=U 0 R 0 R ap ,可见,U 与成正比,输出电压电线性 的,如图1(b )中①所示。换言之,触头P 在ab 间移动时,左半部分分得的电压是均匀变化的,电压的变化范围是0—U 0。 其次,当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时,P 点左边电路的等效电阻减小,与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小,如图1(b )②所示。 再次,当负载电阻R 很小,对于确定的R ap ,左部分分得的电压将更小,如图如图1(b )③所示。 可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压,负载阻值应该较大。换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 2.动变阻器的限流接法 如图2所示的电路输入电压为U 0,滑动变阻器总阻值为R 0,滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论: 首先,电路中的电流:I= U 0 R aP +R ,可见,I 随R aP 的增大而减小,如图(b )所示。 当Rap=0时,电路中的最大电流I m =U 0 R ,R 两端 的电压最大U max =U 0。 当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、

滑动变阻器的限流接法和分压接法

滑动变阻器的限流接法和分压接法 被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求,为满足这一要求,供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成,滑动变阻器在电路中有两种连接方式: 1.限流接法 如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是:E R R E R x x ~0 ,为了保护负载,闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 2.分压接法 如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路,而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是:E ~0,为了保护负载,闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 3.两种接法的比较:分压接法电压调解范围大,限流接法电压调解范围小,但限流接法电路耗能小. 4.两种接法的选择 滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压,但在相同条件下调解效果不同,实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法. (1)通常情况下(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,电路结构简单,因此应优先考虑. (2)为了便于调解,在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法;在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法. (3)在下列情况下必须采用分压接法: ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解,只有分压接法才能满足. ②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,若采用限流接法,无论怎样调解,电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压),为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法. ③伏安法测电阻实验中,当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时,若采用限流接法,待测电阻上的电流(或电压)变化很小,不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据,也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流(或电压),应选择分压接法. 图4 图5

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结 姓名随着科学技术的发展,无线通信已经渗透到我们生活的各个方面,对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中,无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性,就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻,对于无线电波而言,它从发送端传送到接收端,其间并没有一个有形的连接,它的传播路径也有可能不只一条,但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽,正如公路有一定的宽度一样。与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30 ?B。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径

传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中,会经历各种复杂的传播路径,包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染,因而会出现不同情形的损伤,严重时,会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时,不仅存在自由空间固有的传输损耗,还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减,这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将对无线信道的一些特性来进行分析。 2、1 大尺度衰落通常情况下,当接收机和发射机之间的相对位置在1-lOm的范围内变化时,接收信号功率的平均值基本保持不变。但当它们的相对位置的改变远超过上述范围时,接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。大尺度衰落正是用来描述接收机和发射机之间的距离有大尺度变化时,接收信号平均功率值的变化规律。在自由空间传播条件下,接收机接收的平均功率Pr可由下式给出:

滑动变阻器的限流接法和分压接法典型习题

滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 (一)滑动变阻器在电路中的两种接法: ⑴限流式接法⑵分压式接法 1.在下面三种情况下必须选择分压接法: a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路) b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压),为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用滑动变阻器分压接法连接电路.c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(电压)变化小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(电压),应选择滑动变阻器的分压接法。 2.以下情况可选用限流接法: a.测量时电路电流(电压)没须要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0,采用滑动变阻器限流接法。 b.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求,应采用滑动变阻器限流接法。 c.没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和 节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx,现备有下列器材:A.电流表(量程 100 μA,内阻约 2 kΩ); B.电流表(量程 500 μA,内阻约 300 Ω); C.电压表(量程 15 V,内阻约 100 kΩ); D.电压表(量程 50 V,内阻约 500 kΩ); E.直流电源(20 V,允许最大电流 1 A); F.滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ,额定功率 1 W); G.电键和导线若干。 电流表应选________,电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题: ①____________________________________________; ②____________________________________________。

滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013

滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013.10.30 1.限流式 图中变阻器起限流作用,求待测电阻Rx 的电压可调范围 E E R R x ~R x + 限流式电路的特点: ①电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单. ②电能损耗较小. 2.分压式 图中变阻器起分压作用,求待测电阻Rx 的电压可调范围0~E 分压式电路的特点: ①电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂. ②电能损耗较大. 分压限流的选择 1. 负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连读可调,应选分压电路. 2. 若负载电阻的阻值Rx 远大于滑动变阻器总阻值R ,应选分压电路. 3. 若负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流电路. 4. 两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路总功率小。 5. 特殊问题要具体问题具体分析. 电流表内接法与外接法选择: (1)阻值判断法:当 V R R ??时,采用电流表“外接法” 当 A R R ??时,采用电流表“内接法”。即大内小外! (2)试触法:若电压表变化明显,用外接法;若电流表变化明显,则用内接法! 实验一 测金属丝电阻率 1.实验步骤 ①测量电阻丝的直径d. ②按电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路; ③把一段同规格的电阻丝接入电路,用mm 刻度尺量出其接入电路的长度l. ④把滑动变阻器的滑片调至适当位置,电路经检验无误后闭合电键,改变滑动片的位置,读出几组相应的电流表和电压表的示数I和U的值。求出电阻的平均值.或者作出U-I 图像,求其斜率k=R ⑤利用 L S R =ρ计算金属丝的电阻率. 例1:在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,下列做法正确的是( )

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法 (一)滑动变阻器在电路中的两种接法: 1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式; 如图1所示,当滑动头P 从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。 注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。 2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。 如图2所示,电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P 的位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。 (二)两种电路的特点及选取: 1.电压和电流的调节范围 ⑴限流式接法 电压范围:U U R R R p ~+; 电流范围:R U R R U p ~+。 (上式中:R 为用电器的电阻,R p 为滑动变阻器的全电阻。) 可见:限流电路的调节范围与R p 有关。在电源电压U 和用电器电阻R 一定时,R p 越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当R p 比R 小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。 ⑵分压式接法 电压范围:U ~0 ; 电流范围:R U ~0。 可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。 2.两种电路的比较: ⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。 ⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。 ⑴限流式接法 ⑵分压式接法

3.选择原则: 由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。 但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式: ①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大; ②明确要求某部分电路的电压从零开始变化; 例:测定小灯泡的伏安特性曲线。 ③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。 例:用伏安法测金属电阻R x(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量R x的原理图。 4.几点说明: ⑴对实验器材和装置的选择,应遵循的几条主要原则:①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则 ⑵分压电路中,在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流(或电压)的条件下,尽量选 用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。 例:在采用分压电路做实验,提供滑动变阻器有:滑动变阻器A,阻值范围0~20Ω,额定电流2.0A;滑动变阻器B,阻值范围0~200Ω,额定电流1.0A,根据其它实验仪器的规格和实验需要,若两个变阻器都满足电流要求,则以选滑动变阻器阻值较小的A为好。(因为调节方便)

无线移动信道特性分析(论文)

福建水利电力职业技术学院无线移动信道特性分析(论文)

福建水利电力职业技术学院信息工程系 09级通信工程技术专业毕业设计(论文)任务书 无线移动信道特性分析

摘要 本论文介绍了无线信道的基本概念和特性,对幅度服从莱斯分布和瑞利分布的衰落信道的概率密度函数进行分析。建立了多径衰落信道模型[2],详细分析了BFSK信号在多种衰落信道中误比特率与信噪比的关系,并进行了性能比较。结果表明,瑞利衰落信道的误比特性能较高斯白噪声信道和莱斯信道的误比特性能更差,且所建立的仿真方法可以作为多径衰落信道的分析方法。 本文针对目前无线信道存在的不确定性的信道衰落对无线通信质量提高有不利因素的状态,为改善无线移动通信系统多径时延[3]扩展而引起的符号间干扰的现状。 关键词:衰落信道;误比特率;瑞利衰落信道;莱斯衰落信道;高斯白噪声信道 目录 无线移动信道特性分析?错误!未定义书签。

摘要?错误!未定义书签。 绪论?错误!未定义书签。 1 无线移动通信技术的发展及应用?错误!未定义书签。 1.1 无线移动通信技术发展历史和趋势[5]............................................................... 错误!未定义书签。 1.2 无线移动通信技术相关业务及频谱?错误!未定义书签。 1.3 无线移动通信技术应用设想?错误!未定义书签。 本章小结....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2 无线信道的概念和特性?错误!未定义书签。 2.1 无线信道的定义?错误!未定义书签。 2.2 无线信道的类型................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 传播路径损耗模型................................................................................. 错误!未定义书签。 2.2.2 大尺度传播模型....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.3小尺度传播模型................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3 无线移动信道的概念......................................................................................... 错误!未定义书签。 2.4 移动信道的特点................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.4.1 移动通信信道的3个主要特点 ............................................................... 错误!未定义书签。 2.4.2 移动通信信道的电磁波传输?错误!未定义书签。 2.4.3 接收信道的3类损耗 (11) 2.4.4三种快衰落(选择性衰落)产生的原因 ............................................. 错误!未定义书签。 2.4.5 接收信号的4种效应........................................................................... 错误!未定义书签。 本章小结?错误!未定义书签。 3 移动信道的传输特性和信道模型................................................................................. 错误!未定义书签。 3.1传输损耗的初步定量分析............................................................................. 错误!未定义书签。 3.1.1 大范围传输损耗的定量分析?错误!未定义书签。 3.1.2 中小范围传输损耗的定量分析?错误!未定义书签。 3.1.3移动信道中的噪声和干扰 ................................................................... 错误!未定义书签。 本章小结....................................................................................................................... 错误!未定义书签。4CDMA技术[11]?错误!未定义书签。 4.1 CDMA技术含义.............................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.2 CDMA技术的优点?错误!未定义书签。 本章小结?错误!未定义书签。 致谢....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 绪论 无线信道也就是常说的无线的“频段(Channel)”,其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。

滑动变阻器的限流接法和分压接法典型习题

; 滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 (一)滑动变阻器在电路中的两种接法: | ⑴限流式接法⑵分压式接法 1.在下面三种情况下必须选择分压接法: a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路) b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压),为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用滑动变阻器分压接法连接电路.c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(电压)变化小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(电压),应选择滑动变阻器的分压接法。 2.以下情况可选用限流接法: a.测量时电路电流(电压)没须要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0,采用滑动变阻器限流接法。 , b.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求,应采用滑动变阻器限流接法。 c.没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和 节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx,现备有下列器材:A.电流表(量程 100 μA,内阻约 2 kΩ); B.电流表(量程 500 μA,内阻约 300 Ω); C.电压表(量程 15 V,内阻约 100 kΩ); D.电压表(量程 50 V,内阻约 500 kΩ); E.直流电源(20 V,允许最大电流 1 A); ! F.滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ,额定功率 1 W); G.电键和导线若干。 电流表应选________,电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以

无线信道模型

无线信道模型 摘要:本文分析了无线信道模型。针对的是对无线信道的各种效应感兴趣的读者。众所周知,正是这些复杂的效应使得无线信道产生了不确定性,也就是通常所说的统计特性。由于这方面很少有比较全面,容易理解的资料,所以本文的内容是对其他几本书和相关的论文资料的综合。此外的资料不是只讨论了部分问题,就是虽然面面俱到,但缺乏一定的深度。 本文深入探讨了“是什么影响了无线信道的特性?”这一问题。主要阐述了无线信道的两种效应:一种是乘性效应,使信号产生衰落;另一种是加性效应,使接收到的信号产生畸变。信号的衰落不一定总是随机过程,但信号的畸变却总是。对于信道对信号产生的各种效应,找到了较好的数学模型,这些模型可以用来仿真和分析系统的性能。而且,我们简单举例分析了一些数字无线调制信道的特性。 内容 1 介绍 2 无线电信道 2.1路径损耗 2.1.1 天线 2.1.2 自由空间传播 2.1.3 双线模型 2.1.4 经验和半经验模型

2.1.5其他模型和参数 2.2 阴影 2.2.1 阴影模型 2.2.2 测量结果 2.2.3 阴影修正 2.3 衰落 2.3.1 物理基础 2.3.2 数学模型 2.3.3 衰落的时域和频域特性 2.3.4 一维统计特性 2.3.5 二维统计特性 2.3.6 衰落率和持续时间 3 调制信道 3.1 噪声 3.1.1 门限噪声 3.1.2 窄带高斯白噪声 3.1.3 人为噪声 3.1.4 一些结果 3.2 干扰 4 数字信道 4.1 数字信道的结构 4.2 高斯白噪声信道下二进制PAM信号的以SNIR为自变量的函数BER的计算

4.3 瑞利信道下BPSK信号以SNIR为自变量的函数BER的计算4.4 高斯白噪声信道下其他数字调制方案的一些结果 5 结论 第一章 介绍

滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择

滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择 滑动变阻器的两种电路都能控制调节负载的电压和电流,但调节效果不同,实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流式接法和分压式接法,下面是选择的方法。 1.通常情况下(满足安全条件),由于限流式接法电路能耗较小,电路结构简单,因此应优先考虑。 2.在下列情况下必须采用分压式接法: (1)实验要求使某部分的电压或电流从零开始调节,只能采用分压式接法; (2)如果实验所提供的电表量程或其他元件允许通过的最大电流很小,若采用限流式接法,无论怎样调节,电路中的实际电流(或电压)都会超过电表量程或元 件允许的最大电流(或电压),为了保护电表或元件,滑动变阻器必须采用分 压式接法; (3)伏安法测电阻实验中,当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值时,若采用限流式接法,待测电阻的电流(或电压)变化很小,不利于多次测量求平均值 或用图像法处理数据,也起不到保护电阻或电表的作用,为了在上述情况下尽 可能大范围的调节待测电阻的电流或电压,应选择分压式接法; (4)在对改装后的电流表或电压表进行校准时,必须从零开始校准,滑动变阻器必须采用分压式接法; 3.大阻值的滑动变阻器一般采用限流式接法,小阻值的一般采用分压式接法。

经验分享: 1. 电学实验对分压式接法考查较多; 2. 若滑动变阻器阻值较小(例如10Ω、20Ω),采用分压式接法的可能性就非常大; 3. 做题时要注意审题,从上下文中挖掘隐含条件。 高考经典真题思路详解: 1.(1997年全国高考题)某电压表的内阻在20~50k Ω之间,现要测量其内阻,实验室提供下列器材可供选择: A .待测电压表(量程3V ); B .电流表A 1(量程200μA ); C .电流表A 2(量程5mA ); D .电流表A 3(量程0.6A ); E .滑动变阻器R (最大值1k Ω); F .电源E (电动势4V ),电建s ,导线若干。 (1)所提供的电流表中,应选用 (填字母代号); (2)为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电建已连好)。 解题步骤: (1)先确定测量电路。本题提供的有电压表和电流表,测电压表内阻应采用伏安法。 方案有如下两种: 方案一:电压表、电流表串联。 由串联电路电流相等及欧姆定律,得V U I R = ,则电压表内阻V U R I =,只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电压表内阻。此方案可行。 方案二:电压表、电流表并联: 由并联电路电压相等及欧姆定律,得A U I R = ,则电流表内阻A U R I =,只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电流表内阻。此方案不可行。

滑动变阻器分压与限流两种接法的选择

滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器是电学实验中常用的仪器,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应 考的难点. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:如图10-2所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法. 负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻)负载RL上电流调节范围 (忽略电源内阻) 相同条件下电路消 耗的总功率 限流接法E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分压 接法 0≤UL≤E0≤IL≤E(IL+Iap) 比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小

①限流法.如图(a)所示,待测电阻上电压调节范围为.显然,当 R0<>RL时,滑动触头在从b向a滑动的过程中,先是电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范围内,电 流表、电压表的读数变化很快,也不方便读数,只有当RL与R0差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下,限流法较为 省电,电路连接也较为简单. ②分压法.如图(b)所示,待测电阻上电压调节范围为0~E,且R0相对于RL 越小,R上的电压变化的线性就越好.当R0>>RL时,尽管UL变化范围仍是0~E,但数据几乎没有可记录性,因为在这种情况下,滑片从左端滑起,要一直快 到右端时,电压表上示数一直几乎为零,然后突然上升到E,对测量几乎没有用处.因此,分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。 滑动变阻器的限流接法与分压接法:两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样,滑动变阻器以何种接法接入电路,应 遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活选取. 1.下列三种情况必须选用分压式接法 (1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定 导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分 压接法. (2)当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时,必须采用分压接法.因为按图(b)连接时,因RL>>R0>Rap,所以RL与Rap的并联值R并≈Rap, 而整个电路的总阻值约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=·Rap,显然UL ∝Rap,且Rap越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察 和操作. (3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法. 2.下列情况可选用限流式接法

电学实验中滑动变阻器的选择原则

2008年的高考复习已经结束,在复习过程中,电学实验是热点,也是难点。而在诸多的电学实验中,有一个仪器——滑动变阻器又是频繁出现的,不同的实验对于滑动变阻器的要求不一样,因此滑动变阻器的合理选择问题也就成了考核的重点和难点之一。在复习过程中,笔者发现在面对这个问题的时候,不少的学生感到很茫然。为了使学生能够更好地把握这个问题,笔者通过对大量相关试题的研究,总结了一点点体会。 1.总的原则 涉及滑动变阻器“选择”问题的电学实验主要有:测定金属的电阻率、描绘小电珠伏安特性曲线、把电流表改装成电压表、测定电源的电动势和内阻。这些实验中,关于滑动变阻器的“选择”问题主要分为两大类:总阻值大小的选择和分压、限流接法的选择。不过,无论是哪一种“选择”,都要遵循一些最基本的原则。 (1)安全性原则。即所选用的滑动变阻器及其接法,要保证电路的安全。如果该滑动变阻器的全部电阻连入到电路中,电路中的电流还是超过了电流表的量程,就必须选用滑动变阻器分压接法或者另换总阻值较大的滑动变阻器。就接法而言,从安全角度来看,分压接法的安全性要高得多。 (2)遵循实际要求原则。试题中有明确要求时,滑动变阻器及其接法的选择就必须按要求办。若题目中有“电压从0开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等要求时,则选用分压接法,所用滑动变阻器的总阻值要相对小一些(但绝不是越小越好,还要确保自身的安全);若题目中出现“调节滑动变阻器使电路中电流变化比较明显”等要求,则选用限流电路,滑动变阻器的总阻值应比电路其他部分的总阻值大。 (3)科学性原则。即根据滑动变阻器总阻值与待测电阻的关系,选择相应的接法。如果滑动变阻器的总阻值比待测的电阻要小,适合用分压接法;反之,滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值大,则适合用限流接法,此时如果所提供的滑动变阻器有两个,且均满足上述条件,则选择总电阻相对较小的,调节灵敏度高。 2.把电流表改装成电压表——半偏法测电阻实验中滑动变阻器的选择 把电流表改装成电压表实验的第一步是利用半偏法先测得电流表的内阻(实验电路见图1)。在这个分实验中,为了测量结果的精确性,即尽量在可控范围内减少实验误差,实验对于所选用的滑动变阻器有特定的要求。 半偏法测量电流表的内阻实验的具体步骤如下: (1)如图所示的方式连接电路。 (2)合上开关S1,调整R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度。 (3)合上开关S2,调整R’的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半。 (4)记下此时的电阻箱的阻值R’=rg。 本实验的误差来自于变阻箱R’。从实验步骤中可以看出,在做实验的时候是忽略了R’对实验的影响的,认为S2闭合前后电路的总电流没有发生变化,所以当电流表的指针转到满刻度的一半时,认为通过变阻箱R’的电流也这么大,根据并联电路的特点,电流表内阻就等于此时变阻箱的阻值。 事实上,变阻箱R’的接入必定会改变电路的总电阻,,电路总电阻变小,导致总电流增大。当电流表的指针转到满刻度的一半时,实际上通过变阻箱的电流比通过电流表的电流要大,根据并联电路的特征:通过电流大的,电阻小。即此时电阻箱的电阻比电流表的内阻要小,而我们在实验中就是用电阻箱的阻值来代替电流表内阻的,所以测量值自然就是比标准值小。 还可以从数学上进行严格证明: 当S2未闭合时,有; 当S2闭合时,有; 联列上述两式得,因为<1,所以,测量值偏小。而且,有这个不等式也可以看出,R越

无线信道传播特性分析总结讲解学习

无线信道传播特性分 析总结

无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展,无线通信已经渗透到我们生活的各个方面,对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中,无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性,就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻,对于无线电波而言,它从发送端传送到接收端,其间并没有一个有形的连接,它的传播路径也有可能不只一条,但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽,正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落 是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大 大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中,会经历各种复杂的传播路径,包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染,因而会出现不同情形的损伤,严重时,会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时,不仅存在自由空间固有的传输损耗,还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减,这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。 下面将对无线信道的一些特性来进行分析。

信道特性分析

2.1 时延扩展和相干带宽 在移动通信中,由于多径效应的存在,使得接收端收到的信号与实际发送的信号相比在时间上被拉长了,这种现象称为时延扩展。在数字通信中,由于时延扩展,接收信号中一个码元的波形会扩展到相邻码元周期中而引起码间串扰。解决码元串扰的方法就是使码元周期大于时延扩展。 与时延扩展有关的一个重要的概念就是相干带宽。当在移动通信中存在两个频率间隔较小的衰落信号时,由于不同传播时延的存在,使得原来不相干的这两个信号变得相干起来。使此种情况发生的频率间隔被称为相干带宽( B),它取 C 决与时延扩展。 2.2 信道衰落的分类 根据发送信号与信道变化快慢程度的比较,信道可以分为快衰落信道和慢衰落信道。快衰落信道是指信道冲击响应在符号周期内变化很快,即信道的相干时间比发送信号的信号周期要短。快衰落仅与由运动引起的信道变化率有关,实际上,它仅发生在数据率非常低的情况下。慢衰落信道是指信道冲击响应变化率比发送的基带信号S(t)变化率低得多,因此可以假设在一个或若干个带宽倒数间隔内,信道均为静态信道。对频域来说,慢衰落意味着信道的多普勒扩展要比基带信号的带宽小得多。显然,信号经历的是快衰落还是慢衰落取决于移动站的速度(或信道路径中物体的移动速度)和基带信号的发送速率。 根据相干带宽和信号带宽的比较,信道可以分为平坦衰落和频率选择性衰落。所谓平坦衰落是指当信号带宽远小于信道的相干带宽时,信号通过该信道后各频率分量的变化是一致的,信号波形没有失真,也没有发生码间串扰。而当信号带宽大于信道相干带宽时,该信号中不同的频率分量在经过信道后遭受的衰落程度是不一样的,这就导致了信号波形失真,造成码间串扰,此时的衰落称为频率选择性衰落。不同的衰落类型之间的关系如下图所示。

限流法与分压法的区别与选取原则修订稿

限流法与分压法的区别 与选取原则 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

限流法与分压法的区别与选取原则 限流法与电路串联,分压法与电路并联(如果在有箭头的划变导线上联有用电器,且划变接有三根导线时就为此) 区别: 1.限流接法线路结构简单,消耗能量少; 2.分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节; 选用原则: 1.优先限流接法,因为它电路结构简单,消耗能量少; 2.下列情况之一者,必须采用分压接法: (1)当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流接法不能满足要求时; (2)当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从0开始变化时; (3)电源电动势比电压表量程大很多,限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时时。 分压,电压的变化范围是0-E (滑动变阻器的两端接电源的正负极,滑片接一条支路,也就并联在电路中)

限流,电压的变化范围是X-E(也就是不能调处0电压,这个是一端不接,也就是只连接两根导线,串联在电路中) 一般接电路优先考虑的是限流,因为,功耗小。 但是需要电压从0开始变化的时候,就要使用分压法了,测伏安特性的时候,一定要采用分压法。 区别—— 1.滑动变阻器的限流法是串联在电路中的。 滑动变阻器的分压法是并联在电路中的。 2.滑动变阻器的分压法的电压可从零开始调节,而限流法不能从零开始调节(即分压法比限流法的可调节范围大) 3.限流法消耗的功率比分压法少。 应用—— 1.需要调节范围大,且可从零开始调节时,用分压法。 2.要使电路中消耗的功率较小时,用限流法。 滑动变阻器分压与限流接法的选择滑动变阻器常被用来改变电路的电压和电流,根据连接方法的不同,可分为分压接法和限流接法.分压法是把整个变阻器的所有阻值接入电路,再从滑片和变阻器的一个端点上引出部分电压向外供电.

滑动变阻器的两种接法

专题滑动变阻器的两种解法 一、教学目标: 1、认识滑动变阻器的两种接法 2、两种接法的特点及作用 3、两种接法的选择方式 二、重点和难点: 重点:两种接法的特点及作用 难点:两种接法的选择方式 三、设计思路: 先让学生认识滑动变阻器的两种接法,让学生小组讨论两种接法的电路构造特点,从而理解为什么一个叫限流式接法,一个叫分压式接法 根据串并联知识让学生分析两种接法的电压变化范围及电流变化从而得出必选分压式接法的一种情况 最后具体举联说明选择的方式 四、教学流程 教 学进程教师活动学生活动 活动目 标及说 明 一新课教学(直接引入)我们知道要描绘待测电阻的伏 安特性曲线,必须多测几组U、 I值,如何在同一电路中中多 测几组U、I值呢? 思考: 1、滑动变阻器与小灯泡串联起 什么作用?试分析一下过程? 2、滑动变阻器与小灯泡并联起 什么作用?试分析一下过程 学生A:通过滑动变阻器可起到作用 学生B: 滑片P移动的过程 中接入电路的电阻变化,使得通过待测电阻 的电流发生变化,加在待测电阻两端的电压 发生变化。电压的变化范围是 x x R E E R R + ,电流变化范围是 x x E E R R R + 可以使 学生对 滑动变 阻器的 两种接 法及电 路特点 进行理 解性识 记

滑片P 移动的过程中,加到待测电阻两端的电压发生变化,进而电流也发生变化 师总结:滑动变阻器(最大阻值为R 0)对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用 可见,当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大,要选分压式接法 负载R L 上电压调节范围(忽略电源内阻) 负载R L 上电流调节范围(忽略电源内阻) 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 R R R L L +E ≤U L ≤E 0R R E L +≤I L ≤L R E EI L 分压接法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤ L R E E (I L +I ap ) 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 拓展 限流法: 思考:1、待测电阻上电压调 节范围为 ~L L R E E R R +.显 然,当R 0<>R L 时,滑动触头在从b 向a 滑动的过程中,电流表、电压表的示数变化情况? 学生C :当R 0<

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