Файл: Кирпатовский, С. И. Периодические процессы в нелинейных цепях учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 0
- 67
5
ІО.
Рио. 37
|
Представим себе |
|
режим неизменного |
анодного тока |
Laconst . |
Т о г - |
||||||||||||||||||
да |
deа. |
= 0 |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
Л > .-5 _______в + |
|
|
|
|
|
||||||
|
Rt |
|
+ |
SdUc |
= |
О |
|
или |
|
|
|
Uo=CV7>Zs£ |
& |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
С/б'с |
|
||||||||||
Следовательно, основные параметры электронной |
лампы связаны |
зависи |
|
|||||||||||||||||||||
мостью |
|
|
|
|
|
|
|
|
2> |
ffi S = /, |
|
параметров |
|
из |
т р е х . |
Б ез |
|
|||||||
свидетельствующей о независимости лишь двух |
|
|
||||||||||||||||||||||
размерная |
величина |
|
|
|
|
— ;—— |
. = сото# |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
получила название |
|
|
|
|
ат/о |
|
I Со. |
|
|
У |
у с и л е н и я , |
она по |
||||||||||||
статического |
коэффициента |
|||||||||||||||||||||||
казывает |
во |
сколько |
|
раз |
б о л ь ш е |
|
д о л ж н о |
б ы т ь |
п |
р и |
|
|||||||||||||
р а щ е н и е |
|
постоянного анодного |
напряжения, чтобы компенсировать |
|
||||||||||||||||||||
у б ы л ь |
|
сеточного |
|
напряжения для |
поддержания нѳивыѳнным анодного • |
|
||||||||||||||||||
тока. Следовательно, |
|
|
величина |
ßl |
показывает, |
во сколько |
раз |
влияние |
|
|||||||||||||||
сеточного напряжения сильней, чем анодного. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
В тех |
случаях, |
|
когда рабочий режим электронной лампы ограничива |
||||||||||||||||||||
ют л и н е й н о й |
|
|
|
частью характеристик, |
представленных |
на р и с .37, |
а , |
|||||||||||||||||
говорят, что электронная лампа работает |
в режиме А . В этом режиме |
|
||||||||||||||||||||||
к .п .д . лампы ниэкий, |
|
|
но |
зато |
она выполняет |
практически |
|
л и н е й - |
|
-68 -
ао ѳ преобразование входной величины в выходную. При этом сигнал
передается бее н е л и н е й н ы х |
и с к а ж е н и й своей |
формы, |
что важно для усилителей ( особенно |
измерительных). Режимы В и С |
связа |
ны с нелинейными искажениями, но характеризуются более высокими зна чениями к .п .д . - они широко используются в радиотехнике для генериро вания сигналов.
Режим А обеспечивается выбором рабочей точки из условия Ьар ^ и ограничением амплитуды переменного сеточного (управляющего) напряже ния Ucm • Положение рабочей точки определяется при данном анодном напряжении выбором величины сеточного напряжения смещения 1/со , как показано на рис. 3 8 .
Рис. 38
Врежиме А каскад рассчитывается дважды:
а) |
по постоянным составляющим. |
Втот расчет определяет |
рабочую |
||||
точку; |
по переменным составляющим. |
|
|
|
|||
б) |
|
ниже представлены уравнения и |
|||||
Для |
каскада, согласно рис. |
3 9 ,а , |
|||||
эквивалентные |
схемы |
(р и с. 39 б , |
в) |
для |
расчетов по а) и б ) , |
причем |
|
схема и |
расчет |
по а) |
- нелинейны, а по |
б) - линейны: |
|
- 69 -
а. |
5. |
â. |
|
а) |
постоянная |
|
составляющая |
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
L°P |
Rc ( I a ) + Rau |
|
|
|
Rc (Urn, U„)= Rc {I a) |
1*. - |
статическое сопротивление лампы по |
||||||||||
стоянному току. |
Нахождение |
|
выполняется графически. |
Обычно задают |
||||||||
ся значениями |
ROH |
|
или |
Ео.; |
|
|
|
|
||||
|
б) |
переменная составляющая |
|
« - г л ь - л - " - |
||||||||
|
/и3 |
Ri+Зн |
|
|
|
|
|
|||||
где |
J = |
|
J |
Rt + Z a |
|
к а с к а д а , называемый динамиче |
||||||
|
- коэффициент усиления |
|
||||||||||
ским |
коэффициентом усиления. |
|
|
іа.= Іа. |
+ / . |
|||||||
|
Расчет / |
|
выполняется |
аналитически, ватѳм |
|
|||||||
ник |
Полупроводниковый триод также можно рассматривать как трѳхполюс- |
|||||||||||
(рис. 4 0 ). |
|
Его |
|
удобно |
описать |
следующими |
|
п |
||||
зависимостями |
|
in') |
и |
Uэк (Ік, |
L |
) |
|
|
||||
или, |
UЭБ (Іб, |
|
|
|
б |
|
|
|||||
применяя для |
входных величин индекс " I " , |
|
|
|||||||||
а для выходных |
|
- индекс "2 ": |
|
|
|
|
||||||
|
U< (É, іі) |
|
|
U z ( iZ tQ . |
|
|
||||||
|
|
|
экспериментально |
зависимости име |
|
|
||||||
ютЭтивидснимаемые, показанный наирис. 41, а и б . |
|
|
||||||||||
|
Рассмотрим режим малых изменений относи |
|
|
|||||||||
тельно некоторого |
состояния (рабочей точки), |
|
|
для чего |
необходимо определить |
- 70 |
- |
|
зависящую от п |
о о т о |
||
рабочую |
точку, |
|||||||
я н н ы X |
напряжений |
1/ю, Uzt, |
или токов |
І ю, Т7д |
. Эта задача |
на р ас |
||
|
|
|
чет нелинейной цепи постоянного тока решается графически, что ясно из построений, выполненных на рисунке.
Известна большая польза метода аналогий. В данном случае.транзис тор можно рассматривать как аналог ламповому триоду. Аналогом катоду является змиттѳр, управляющей сетке - б аза , а аноду - коллектор, хотя аналоги имеют противоположные полярности (потенциалы). Из трех извест
ных схем включения транвистора |
рис. 42 а ,б ,в будем иметь в виду схему |
с общим эмиттером (ри с. 4 2 ,6 ) |
как наиболее употребительную.3^ |
Р и с. 42
у)
' Аналогично транзистору и для электронной лампы-триода известны
три схемы включения: с общей сеткой , с общим катодом и с общим анодом.
Для рассматриваемых функций |
- |
71 -£z) и Uz (iz, £,) справедли |
|||
вы выражения полных дифференциаловд ш , . : |
ди< |
, |
. |
||
/ |
ді, dil |
|
|
||
^ U'~ |
dtz c/t^ ‘ |
||||
. |
dut |
, . |
dut |
, |
|
du^ - d c I dt^ T T ,dt’ -
Нетрудно видеть иа рис. 41 а ,б , что в области рабочей точки при малых отклонениях зависимости для приращений линейны. Поѳтому определяемые тангенсами соответствующих углов наклона все частные производные посто янны. Они имеют смысл и размерность сопротивлений. Дифференциалы мож но заменить конечными приращениями, которые есть не что иное, как ма лые*^ сигналы (напряжения и токи ). Для случая синусоидальных сигналов рассматриваемые уравнения могут быть записаны в символической форме
U<= г„ І , -h rn tz ;
Üi= rz,i,+ ги І 2.
В таком виде они справедливы в области низких частот , когда мало влияет емкость полупроводника и инерция носителей тока. При достаточ но высоких частотах вещественные параметры следует заменить комплекс
ными |
è? |
ff |
, |
d? |
/2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
(«г | |
характерны |
|
Полученные уравнения четырехполюсника в форме |
|||||||||||||||
тем, |
что, |
|
кая подтверждает |
эксперимент, |
rz1f. Г/z |
, |
, т .ѳ . |
четырехполюс |
||||||||
ник |
н е о б р а т |
и м ы й . |
Это |
вполне |
естественно, т .к . |
чѳтырѳхподюс- |
||||||||||
ная схема |
|
рис. |
4 2,6 |
содержит |
внутренние |
источники |
как в |
коллекторной |
||||||||
цепи |
Ек |
, |
так |
и в |
змиттѳрной |
- |
Еэ |
, которые и определяют рабочую точ |
||||||||
ку (режим) |
транзистора. |
|
|
|
|
|
|
|
необратимого |
|||||||
. |
Из |
теории |
четырехполюсников известно, что уравнения |
|||||||||||||
четырехполюсника могут |
быть приведены к следующей форме: |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( і ‘ |
1а È |
I Г |
І г |
|
|
|
|
|
|
|
Малые |
в смысле |
(А,= |
|
|
гг1Тг+Ёг , |
|
|
|
||||||
|
|
А /, кнт. « |
І ш |
it Al2 макс « Iго ■ |
- г г -
гдѳ Ё,= (Гг/- rn ) I , - £ДС зависимого ѳлѳктричѳского источника, управляемого входным током (током базы ). Очевидно, что = Т3 , Г^- гѣ+гэ ; Гп - т~<2- тк . Эквивалентная схема транзистора, кая необ ратимого четырехполюсника, показана на рис. 4 3 .
Представление и описание транвиотора с помощью показанных урав нений и схема позволяют вести расчет цепей, содержащих транзисторы.
|
Для транзисторов характерны следующие горядки. сопротивлений: |
|||||||||||||||
для |
Гэ |
- десятки |
ом, |
гБ |
- сотни |
ом, |
гн |
- |
десятки |
тысяч, |
для |
гт = |
||||
= тггГіг |
- миллионы ом. Например, |
г3 |
= |
25 |
ом, |
гБ |
= |
500 |
ом, |
гк - |
||||||
- 40*10® |
ом, |
Гт |
= 2*10б |
ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. КАТУШКА С 4ЕРР0СЕРДЕЧНИК0М
Такие катушки изготавливают с целью получения большой индуктив ности при малом объеме и малой стоимости устройства. Здесь использует ся известное из курса физики вахноѳ свойство ферромагнетика усиливать магнитное поле макроскопических токов. О том хе свойстве говорят, как о способности ферромагнетика концентрировать в себе магнитное поле. Устройство состоит обычно из шихтованного сердечника, набранного иэ листов электротехнической стали , с одной многовитковой обмотки (число
витков иг ) . При ультразвуковых частотах (ІО4 < / < 10®) вместо стальных применяются ферритовые сердечники, а иногда иэ магнитодиэлѳктриков. Рассматриваемое нами устройство имеет и другие названия: реактивная катушка с ферромагнитным сердечником, дроссель. Чаще всего оно приме-