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

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

- 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-