Основы радиоэлектроники. Решение задач. Коробова А.Д - 4 стр.

UptoLike

4
для цепи из двух элементов, например, двух сопротивлений R1 и R2,
справедливы выражения
I = I
1
= I
2
,
U
1
(I) + U
2
(I) = U
П
.
(Индексы «1» и «2» соответствуют токам через сопротивления R1, R2 и
напряжениям на этих сопротивлениях , U
П
- приложенное к схеме напряжение ).
При известных вольт-амперных характеристиках (ВАХ) элементов ток,
удовлетворяющий системе уравнений, может быть легко найден графически.
Для этого исходную характеристику одного из элементов зеркально отражают
(опрокидывают ) относительно оси токов и ее начало сдвигают по оси
напряжений на величину, пропорциональную входному напряжению U
П
(отсюда и второе название метода метод опрокинутой характеристики). Точка
пересечения исходной характеристики одного из элементов и преобразованной
характеристики второго элемента дает искомые ток и падения напряжений.
Используя описанный метод, можно исследовать процессы в цепях при
управлении параметрами элементов как током, так и напряжением.
Метод наложения для нелинейных цепей используется при анализе
режимов работы электронных устройств, когда на входе цепи одновременно
действуют постоянная и переменная составляющие сигнала. В этом случае
сначала проводится расчет с учетом только источников постоянного тока
(напряжения) и определяется режим работы устройства по постоянному току.
Затем рассчитывается режим работы устройства по переменному току.
При расчете могут быть использованы различные эквивалентные схемы
активных элементов электронных устройств: физические эквивалентные схемы ,
схемы замещения на основе применения различных систем параметров (y-, h-,
S-параметров).
Подробное изложение перечисленных методов с иллюстрацией на
конкретных примерах содержится в [1], их применение к анализу различных
электронных устройств рассмотрено в различных учебниках и пособиях ,
например, в [2-12].
Расчет генераторов и импульсных устройств в общем случае предполагает
использование решения описывающих их работу систем дифференциальных
уравнений аналитическими или численными методами. Такой подход позволяет
описать фазовые портреты колебаний, временные диаграммы токов и
напряжений. Для инженерных расчетов обычно используются простые
аналитические выражения [1-4,6-11], полученные на основе рассмотрения
переходных процессов в электронных устройствах .
При расчете конкретных электронных устройств возникает необходимость в
знании характеристик и параметров их активных элементов. При этом особенно
полезны для изучения примеры расчета схем с учетом конкретных марок
используемых диодов и транзисторов [1,2,4].
Необходимые для расчетов характеристики элементов электронных схем
должны быть определены из справочной литературы. При пользовании
справочниками следует учитывать, что приводимые в них такие параметры, как
                                              4

для це п и из двух эле ме нтов, нап риме р, двух с оп ротивле ний R1 и R2,
с п раве дливы вы раже ния

            I = I1= I2,
            U1 (I) + U2(I) = UП .

(Инде кс ы «1» и «2» с оотве тс твуют токам ч е ре з с оп ротивле ния R1, R2 и
нап ряже ниям на этих с оп ротивле ниях , UП - п риложе нное к с х е ме нап ряже ние ).
      При изве с тны х вольт-амп е рны х х аракте рис тиках (ВА Х) эле ме нтов ток,
удовле творяющ ий с ис те ме уравне ний, може т б ы ть ле г ко найде н графич е с ки.
Д ля этог о ис х одную х аракте рис тику одного из эле ме нтов зе ркально отражают
(оп рокиды вают) относ ите льно ос и токов и е е нач ало с двигают п о ос и
нап ряже ний на ве лич ину, п роп орциональную вх одному нап ряже нию UП
(отс юда и второе название ме тода – ме тод оп рокинутой х аракте рис тики). Точ ка
п е ре с е ч е ния ис х одной х аракте рис тики одного из эле ме нтов и п ре об разованной
х аракте рис тики второго эле ме нта дае т ис комы е ток и п аде ния нап ряже ний.
       Ис п ользуя оп ис анны й ме тод, можно ис с ле довать п роце с с ы в це п ях п ри
уп равле нии п араме трами эле ме нтов как током, так и нап ряже ние м.
        М етод налож ения для не лине йны х це п е й ис п ользуе тс я п ри анализе
ре жимов раб оты эле ктронны х ус тройс тв, когда на вх оде це п и одновре ме нно
де йс твуют п ос тоянная и п е ре ме нная с ос тавляющ ие с игнала. В этом с луч ае
с нач ала п роводитс я рас ч е т с уч е том только ис точ ников п ос тоянного тока
(нап ряже ния) и оп ре де ляе тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п ос тоянному току.
З ате м рас с ч иты вае тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п е ре ме нномутоку.
        При рас ч е те мог ут б ы ть ис п ользованы различ ны е эквивале нтны е с х е мы
активны х эле ме нтов эле ктронны х ус тройс тв: физич е с кие эквивале нтные с х е мы,
с х е мы заме щ е ния на ос нове п риме не ния различ ных с ис те м п араме тров (y-, h-,
S-п араме тров).
      Подроб ное изложе ние п е ре ч ис ле нны х ме тодов с              иллюс трацие й на
конкре тны х п риме рах с оде ржитс я в [1], их п риме не ние к анализу различ ны х
эле ктронны х ус тройс тв рас с мотре но в различ ны х уч е б никах и п ос об иях ,
нап риме р, в [2-12].
       Рас ч е т ге не раторов и имп ульс ны х ус тройс тв в об щ е м с луч ае п ре дп олагае т
ис п ользование ре ш е ния оп ис ы вающ их их раб оту с ис те м диффе ре нциальны х
уравне ний аналитич е с кими или ч ис ле нны ми ме тодами. Такой п одх од п озволяе т
оп ис ать фазовы е п ортре ты коле б аний, вре ме нны е диаграммы токов и
нап ряже ний. Д ля инже не рны х рас ч е тов об ыч но ис п ользуютс я п рос ты е
аналитич е с кие вы раже ния [1-4,6-11], п олуч е нные на ос нове рас с мотре ния
п е ре х одны х п роце с с ов в эле ктронны х ус тройс твах .
     При рас ч е те конкре тны х эле ктронны х ус тройс тв возникае т не об х одимос ть в
знании х аракте рис тик и п араме тров их активны х эле ме нтов. При этом ос об е нно
п оле зны для изуч е ния п риме ры рас ч е та с х е м с уч е том конкре тных марок
ис п ользуе мых диодов и транзис торов [1,2,4].
      Н е об х одимы е для рас ч е тов х аракте рис тики эле ме нтов эле ктронны х с х е м
должны б ы ть оп ре де ле ны из с п равоч ной лите ратуры . При п ользовании
с п равоч никами с ле дуе т уч иты вать, ч то п риводимы е в них такие п араме тры, как