Методы анализа и расчета электронных схем - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

Анализ и расчет схем на устойчивость занимают в теории и практике
применения электронных цепей очень важное место. Одна из глобальных
целей расчета схем
обеспечить устойчивую работу соответствующих це-
пей в реальных условиях эксплуатации. Невыполнение указанной цели ха-
рактеризует не качественность проведенных расчетов.
Из приведенных ранее определений временных характеристик схемы
следует, что импульсная характеристика, являющаяся реакцией схемы на
единичный импульс воздействия, представляет собой свободную состав-
ляющую реакцию схемы в чистом виде. По виду импульсной характерис-
тики, следовательно, можно согласно определению устойчивости судить о
качестве анализируемой схемы. Так, затухающий характер импульсной ха-
рактеристики свидетельствует об устойчивости процессов в схеме, незату-
хающий говорит о неустойчивости схемы. В свою очередь, вид импульс-
ной характеристики схемы, определяеся согласно (3.21) обратным преоб-
разованием Лапласа от соответствующей (передаточной) схемной функции
:
()
Fp
() ( )
[
gt L F p=⋅
1
1
]
. (3.21)
Более конкретно можно сказать, что вид импульсной характеристики
определяется полюсами функции
()
gt
(
)
Fp, точнее положением этих
полюсов на комплексной плоскости. Если полюсы (корни знаменателя
) находятся в левой полуплоскости на карте нулей и полюсов
функции, т. е.
(
Fp
)
σ
< 0, то с течением времени импульсная характеристика
стремится к нулю. Это означает, что для устойчивости схемы корни p
()
gt
i
ее характеристического уравнения (3.4) должны быть вещественными
отрицательными или комплексными с отрицательными вещественными
частями. В другом случае, когда полюсы расположены в правой полуплос-
кости (
σ
> 0), экспоненциальные составляющие в выражении имеют
положительную степень и импульсная характеристика с течением времени
неограниченно возрастает. Отсюда вытекает широко известное
правило:
схемы, описываемые функциями с полюсами в правой полуплоскости,
являются неустойчивыми
. Характер неустойчивого процесса (форма
импульсной характеристики) определяется расположением правых
полюсов относительно действительной оси. При комплексно-сопряженном
правом полюсе
()
gt
p
ПП
= j
П
±
σ
ω
соответствующая свободная
составляющая реакции является периодической функцией с частотой
ω
П
и амплитудой, экпоненциально возрастающей со скоростью
σ
П
до
ограничения ее нелинейностью вольтамперных характеристик компонент
схемы, когда соответствующий полюс в силу изменившихся параметров
компонентов схемы сдвинется в левую полуплоскость. При вещественном
35
         Анализ и расчет схем на устойчивость занимают в теории и практике
применения электронных цепей очень важное место. Одна из глобальных
целей расчета схем − обеспечить устойчивую работу соответствующих це-
пей в реальных условиях эксплуатации. Невыполнение указанной цели ха-
рактеризует не качественность проведенных расчетов.
         Из приведенных ранее определений временных характеристик схемы
следует, что импульсная характеристика, являющаяся реакцией схемы на
единичный импульс воздействия, представляет собой свободную состав-
ляющую реакцию схемы в чистом виде. По виду импульсной характерис-
тики, следовательно, можно согласно определению устойчивости судить о
качестве анализируемой схемы. Так, затухающий характер импульсной ха-
рактеристики свидетельствует об устойчивости процессов в схеме, незату-
хающий говорит о неустойчивости схемы. В свою очередь, вид импульс-
ной характеристики схемы, определяеся согласно (3.21) обратным преоб-
разованием Лапласа от соответствующей (передаточной) схемной функции
F ( p) :
                  [         ]
      g(t ) = L −1 1 ⋅ F ( p) .                                    (3.21)

        Более конкретно можно сказать, что вид импульсной характеристики
g(t ) определяется полюсами функции F ( p) , точнее положением этих
полюсов на комплексной плоскости. Если полюсы (корни знаменателя
F ( p) ) находятся в левой полуплоскости на карте нулей и полюсов
функции, т. е. σ < 0, то с течением времени импульсная характеристика
g(t ) стремится к нулю. Это означает, что для устойчивости схемы корни pi
ее характеристического уравнения (3.4) должны быть вещественными
отрицательными или комплексными с отрицательными вещественными
частями. В другом случае, когда полюсы расположены в правой полуплос-
кости ( σ > 0), экспоненциальные составляющие в выражении g(t ) имеют
положительную степень и импульсная характеристика с течением времени
неограниченно возрастает. Отсюда вытекает широко известное правило:
схемы, описываемые функциями с полюсами в правой полуплоскости,
являются неустойчивыми. Характер неустойчивого процесса (форма
импульсной характеристики) определяется расположением правых
полюсов относительно действительной оси. При комплексно-сопряженном
правом       полюсе     pП = σ П ± jω П     соответствующая    свободная
составляющая реакции является периодической функцией с частотой ω П
и амплитудой, экпоненциально возрастающей со скоростью σ П до
ограничения ее нелинейностью вольтамперных характеристик компонент
схемы, когда соответствующий полюс в силу изменившихся параметров
компонентов схемы сдвинется в левую полуплоскость. При вещественном


                                                                       35