Файл: Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 141

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

/Ва

 

 

рис. 21 и 22. Все сечения направляются

 

 

внутрь, т. е. узловые напряжения

от­

 

 

 

 

считываются относительно

базисного

о -

 

 

іі$ь„=и5узпа. Далее записывается «пассивная»

 

 

■°0

матрица проводимости схемы : по сле­

0

 

 

 

28.

 

 

дующему правилу.

Рассматривается

Рис.

Четырехполюсиая

только пассивная часть схемы. Элемен-

схема с

короткозамкнутой

тами главной диагонали матрицы яв-

~

 

..

,

ляются собственные

проводимости

се-

О — базисным

узел, общин

г

 

для

входа И выхода, а -

чении, т. е. суммы проводимостей, свя-

номер входного сечения, в занных с данным сечением. В качестве

выходного.

остальных элементов матрицы записы­

 

ваются взаимные проводимости,

взя­

 

тые со знаком «минус».

 

Для учета зависимых источников тока ів пассивную матри­

цу вписывается

управляющий параметр по следующему

пра­

вилу.

 

 

Управляющий параметр вписывается на пересечении строк, соответствующих по номеру сечениям, с которыми связан за­ висимый источник, II столбцов с номерами, соответствующими сечениям, через узловые напряжения которых выражается управляющее напряжение зависимого источника. Вписывается со знаком «минус», если направление зависимого источника совпадает с направлением сечения, а направление управляющего напряжения — с направлением данного узлового напряжения. От каждого факта несовпадения знак меняется один раз.

По матрице проводимости схемы, составленной с учетом зависимых источников тока (полной матрице), находятся вто­ ричные параметры схемы. Если эквивалентная схема в целом представляет собой четырехполюсник с короткозамкнутой стороной и последняя принимается за базисный узел (общий для входа и выхода), а также приняты за положительные на­ правления токов и напряжений, указанные на рис. 28, то вто­

ричные параметры определяются

по соотношениям

 

К и -

А а а +

*А а а » вв

(1-72)

 

 

К і =

К н Да

(1-73)

 

 

 

А

+

^ н А вв

 

Z BX =

А а а 4~ У п» А а а , вр

(1-74)

А

+

* А вв

 

 

ZßblX = А в в

4* ^ г* А а а , вв

(1-75)

 

А + Уг* Аа

 

30


 

 

Пример расчета 1 — 3

 

 

 

 

Для

усилителя,

собранного

по

принципиальной

схеме

рис. 18, получить в общем виде формулы

коэффициентов

пе­

редачи напряжения на низкой частоте и на высокой.

 

Ранее

для

заданного усилителя

были

получены: расчет­

ная схема по переменному току

 

(рис. 20), низкочастотная экви­

валентная (рис. 21) и высокочастотная схемы

(рис. 22).

запи­

Пассивная

матрица

проводимости

схемы

(рис.

21)

шется в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

 

 

 

 

[У]'=

 

gel

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

g i

l+ gH3KBl|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1gf2 + gK2

 

 

 

С учетом зависимых источников полная

матрица

проводимо­

сти схемы

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

[П =

1

gel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

S i g i

l+gH3KBl

 

 

 

 

 

 

 

3

 

s 2

g/2+gI(2

 

 

 

Поскольку входным сечением является первое, а выходным —

третье, то а— 1, е = 3 и согласно

(1-72)

коэффициент передачи

напряжения находится по формуле

 

 

 

іу -______ д '3

.

Аи — .

т.

 

А п +

Гц* А п »33

 

По полной матрице определяем

 

 

 

 

Діз =

Si'S2,

 

Дц = (gil + £ нэкві)(£і2 + £к2)>

Дц>33 = ё і і

+

 

ё « экві 1

следовательно

 

 

 

 

i s _____________5 1S2__________

( § і \ + S H э к в і ) (

S i 2 + &к2 "I" Г » )

Отметим, что в матрицу схемы не включаются проводимо­ сти источника входного сигнала и нагрузки. Однако можно пользоваться следующим упрощающим приемом. Ветвь Уп от­ носить к собственно схеме усилителя и составлять матрицу с учетом Ун. Тогда в (1-72) и (1-74) задают Уп= 0 , как для ре­ жима холостого хода. Воспользуемся этим приемом для высо-

31


кочастотной эквивалентной схемы рис. 22. Полная матрица проводимости для нее

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

У ск1экв + У саі

— У cal

 

 

ск2

 

 

 

 

S i

— K c a l

Кса2эк» + К саІ + Кск2

 

У

 

 

 

 

 

 

 

— S 2 — У ск2

У ак2экп-Ь- У с к 2 + У н

 

По матрице находим

 

 

 

 

 

 

 

 

Д и

 

 

ДіЗ= — №

Усаі)( +

Ускг)»

Уск2 («52 4" Е Ск2)>

= ( Г са2 экв “Ь J^ c a l “Г* Yскз) ІУак2 экв ~г Уск2 +

 

Ум)

д -

А із

_________________ — QS1 — Уса l) ( S 2 +

Y сиг)___________________

 

^ 11

(У са 2 экп +

У с а г + У с к г ) (У ак 2 экв + У ск2 + У н ) — У ci(2 ( S 2 +

^civ2)

2-й СЛУЧАЙ. Схема с зависимыми источниками напряжения.

Управляющей величиной для них должен

быть

 

ток.

Управ­

ляющим параметром — сопротивление. Например,

для тран­

зисторных цепей при применении Т-схемы

(рис.

27)

управляю­

щим

параметром является

сопротивление

rm= a r K« a r K. Такие

схемы рассматриваются в системе контуров, и при этом иско­ мой является матрица сопротивления схемы. Наиболее простым правило записи матрицы будет в случае канонической системы контуров. Каноническая система контуров применима только для плоских схем, т. е. таких, которые могут быть изображены на поверхности без пересечения ветвей. Каноническая система образуется контурами, охватывающими ячейки схемы (замк­ нутые области, на которые делится схема ветвями). Если при этом все контуры направлены по часовой стрелке, то правило

записи полной матрицы [Z] следующее. Сначала

записывает­

ся пассивная матрица. В качестве

элементов главной диаго­

нали ее вписываются собственные

сопротивления

контуров;

другими элементами матрицы являются взятые со знаком «ми­ нус» взаимные сопротивления контуров. Следует подчеркнуть, что в пассивную матрицу [Z]' не вписываются сопротивления источника входного сигнала и нагрузки четырехполюсника. Затем для получения по пассивной матрице полной ее допол­ няют управляющими параметрами зависимых источников по определенному правилу, а именно: управляющий параметрсопротивление вписывается в матрицу на пересечении некото­ рых строк и столбцов: номера строк соответствуют номерам контуров, в которые входит зависимый источник напряжения, а номера столбцов — номером контурных токов, через кото­

рые

выражается

ток, управляющий зависимым источником.

При

этом, если зависимый источник и связанный с ним контур­

ный

ток также

совпадают, то управляющий параметр вписы-

32


вается со знаком «минус». От каждого факта несовпадения знак один раз меняется на об­ ратный.

По полученной полной мат­ рице сопротивления [Z] вторич­ ные параметры четырехполюс­ ной схемы находятся по форму­ лам:

Zn Дав

(1-76)

К а =

Zu ■Дао

Д 4*

 

К і

Даа + Zn*

о

Рис. 29. Четырехполюсная схе­ ма, у которой с входом и вы­ ходом связано по одному кон­ туру:

а —■номер входного контура, в — выходного

(1-77)

Даа, во

 

 

А

+

Zu • Д вв

 

 

(1-78)

 

 

Z вх

+

Z w Даа, вв

 

 

 

 

Даа

 

 

 

 

 

Z вых

Д +

Zy *Даа

 

 

(1-79)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д вв 4* Z г • Д аа, вв

 

 

Формулы действительны для случая, когда эквивалентная

схема

в целом

рассматривается

как

четырехполюсник по

рис. 29.

 

 

 

 

 

 

 

 

Более подробные сведения по применению матричного аппа­

рата к

расчету

эквивалентных

схем читатель

может

получить

в [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример

 

расчета

1— 4

 

 

Усилитель выполнен по принципиальной

схеме

рис. 30.

Применив низкочастотную Т-схему замещения транзистора по переменному току (рис. 27), получить формулу для расчета коэффициента передачи тока.

Эквивалентная схема усилителя представлена на рис. 31.

Рассматривая схему (рис. 31)

в канонической

системе кон­

туров, получим полную матрицу сопротивления

схемы в виде

1

2

 

3

 

Гб + Гз

Гб

1

Гъ

 

— г в — Гт

Гб + f к + Яос

 

I'm — Гк

 

— Гэ + Гт

— г к

Гэ +

/“к — • г щ 4- Ян

Следует обратить

внимание на то,

что в матрицу вписано

сопротивление нагрузки R1T. Сделано это для того, чтобы пока­ зать читателю такую возможность. Но в этом случае в (1-77) надо задать ZK— 0. Такой прием несколько упрощает расчет.

3—4468

33