Материал: электроника_и_схемотехника

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

7.5. Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики линейного

 

пассивного четырехполюсника..................................................................................

118

7.6. Симметричный четырехполюсник и его характеристические параметры...

120

7.6.1. Характеристическое сопротивление ............................................................

120

7.6.2. Постоянная передачи.........................................................................................

121

7.7. Понятие о частотных электрических фильтрах ..................................................

122

7.7.1. Пассивные LC-фильтры ....................................................................................

123

7.7.2. Пассивные RC-фильтры ...................................................................................

124

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

125

Глава 8. Классический метод расчета переходных процессов в линейных

 

электрических цепях ..................................................................................

128

8.1. Законы коммутации ......................................................................................................

129

8.2. Независимые и зависимые начальные условия ..................................................

129

8.3. Основные этапы классического метода расчета переходного процесса

 

в линейной цепи..............................................................................................................

130

8.4. Особенности переходного процесса в цепях первого порядка ......................

136

8.4.1. Вид свободной составляющей ........................................................................

136

8.4.2. Понятие постоянной времени.........................................................................

136

8.4.3. Приближенная оценка длительности переходного процесса

 

в цепи первого порядка ................................................................................................

137

8.5. Переходный процесс в неразветвленном RLC-контуре при подключении

 

его к источнику постоянной ЭДС ............................................................................

137

8.5.1. Особенности характеристического уравнения цепи и его корней.

 

Виды свободной составляющей ................................................................................

137

8.5.2. Апериодический режим ....................................................................................

138

8.5.3. Критический режим ...........................................................................................

140

8.5.4. Колебательный режим.......................................................................................

141

8.6. Получение характеристического уравнения по комплексному входному

 

сопротивлению цепи .....................................................................................................

142

8.7. Особенности переходных процессов в цепях второго порядка.....................

144

8.7.1. Виды свободной составляющей.....................................................................

144

8.7.2. Рекомендации по расчету постоянных интегрирования ......................

145

8.7.3. Оценка длительности переходного процесса в цепях второго

 

порядка...............................................................................................................................

145

8.8. Дифференцирующие и интегрирующие цепи .....................................................

146

8.8.1. Дифференцирующее RC-звено.......................................................................

146

8.8.2. Интегрирующее RC-звено................................................................................

147

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

148

Глава 9. Операторный метод расчета переходных процессов в линейных

 

электрических цепях ..................................................................................

151

9.1. Прямое и обратное преобразования Лапласа.......................................................

151

9.2. Связь между изображениями тока и напряжения в элементах R, L, C.

 

Их операторные схемы замещения..........................................................................

153

9.3. Законы Кирхгофа для изображений .......................................................................

155

9.4. Порядок расчета переходных процессов операторным методом ..................

155

9.5. Теорема разложения......................................................................................................

159

9.6. Операторный метод расчета переходных процессов в линейных пассивных

цепях при произвольных (непериодических) воздействиях..........................

162

9.6.1. Понятие передаточной функции пассивной цепи K(р)

 

и рекомендации по ее нахождению..........................................................................

162

6

9.6.2. Основные этапы операторного метода расчета переходных процессов

при произвольных внешних воздействиях ...........................................................

165

9.6.3. Рекомендации по определению изображения входного воздействия

Xвх(р). Применение теоремы запаздывания .........................................................

165

9.6.4. Изображение ступенчатой функции ............................................................

165

9.6.5. Изображение экспоненциального импульсадлительностью tи ...........

166

9.7. Связь передаточной функции K(p) и комплексного коэффициента

 

передачи K(jω).................................................................................................................

168

9.8. Сравнение операторного метода расчета переходных процессов с

 

классическим....................................................................................................................

169

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

169

Глава 10. Принцип наложения и его применение для расчета переходного

 

процесса в цепи линейного пассивного двухполюсника при произвольных

 

воздействиях на его входе ..........................................................................

172

10.1. Постановка задачи и принципы подхода к ее решению.................................

172

10.2. Ступенчатое представление импульсного входного воздействия..............

174

10.2.1. Понятие переходной характеристики цепи h(t) (переходной

 

функции) .........................................................................................................................

174

10.2.2. Расчет реакции линейной цепи на ступенчатое воздействие .........

175

10.3. Применение интеграла Дюамеля при расчете реакции линейной цепи

 

на непрерывное и кусочно-непрерывное воздействия....................................

176

10.3.1. Расчет реакции линейной цепи на непрерывное воздействие........

176

10.3.2. Расчет реакции линейной цепи на кусочно непрерывное

 

воздействие.....................................................................................................................

179

10.4. Импульсная характеристика и ее применение для расчета переходных

 

процессов при сложных воздействиях .................................................................

180

10.4.1. Функция Дирака (δ-функция)...................................................................

180

10.4.2. Понятие импульсной характеристики ....................................................

181

10.4.3. Связь импульсной характеристики hδ(t) с переходной

 

функцией h(t).................................................................................................................

182

10.4.4. Разновидность интеграла Дюамеля, содержащая импульсную

 

характеристику..............................................................................................................

183

10.4.5. Изображения по Лапласу переходной h(t) и импульсной hδ(t)

 

характеристик. Их связь с передаточной функцией K(р) .............................

184

10.5. Спектральный метод расчета переходных процессов.....................................

185

10.5.1. Вещественная и комплексная формы ряда Фурье

 

для периодической функции времени..................................................................

185

10.5.2. Спектральное представление непериодического сигнала.

 

Понятие спектральной плотности..........................................................................

186

10.5.3. Понятие амплитудного и фазового спектров сигнала.......................

187

10.5.4. Связь преобразования Фурье с прямым преобразованием

 

Лапласа.............................................................................................................................

187

10.6. Связь между энергией непериодического сигнала и его спектром............

190

10.6.1. Понятие энергии импульса .........................................................................

190

10.6.2. Равенство Парсеваля. Спектральная плотность энергии.................

190

10.6.3. Понятие ширины спектра ............................................................................

192

10.7. Связь между спектрами входного и выходного сигналов для линейной

 

пассивной цепи..............................................................................................................

192

10.8. Порядок расчета переходных процессов спектральным методом..............

193

10.9. Сравнение спектрального и операторного методов расчета.........................

195

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

196

7

Раздел II

 

ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА

 

Глава 11. Полупроводниковые диоды ..........................................................

201

11.1. Основные свойства p-n-перехода и полупроводникового диода................

201

11.2. Выпрямительные диоды............................................................................................

203

11.3. Стабилитроны ...............................................................................................................

204

11.4. Варикапы.........................................................................................................................

208

11.5. Фотодиоды, светодиоды, оптроны.........................................................................

209

11.6. Диоды Шоттки..............................................................................................................

211

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

212

Глава 12. Биполярные и полевые транзисторы. Тиристоры ...........................

214

12.1. Принцип устройства и виды биполярных транзисторов...............................

214

12.2. Вольт-амперные характеристики биполярного транзистора

 

при включении по схеме с общим эмиттером....................................................

215

12.3. Полевые транзисторы. Общий принцип действия ..........................................

217

12.4. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом

 

и их вольт-амперные характеристики...................................................................

217

12.4.1. Семейство выходных характеристик.......................................................

218

12.4.2. Стокозатворная (передаточная) характеристика................................

219

12.5. Полевые транзисторы с изолированным затвором..........................................

220

12.5.1. Полевые транзисторы со встроенным каналом ...................................

220

12.5.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом...........................

221

12.6. Составные транзисторы. Схема Дарлингтона ...................................................

222

12.7. Тиристоры. Структурные особенности и основные виды.............................

223

12.7.1. Принцип действия динистора и его характеристики.........................

223

12.7.2. Тринистор..........................................................................................................

225

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

226

Глава 13. Электронные усилители................................................................

228

13.1. Главные рабочие параметры и характеристики усилителя ..........................

228

13.1.1. Понятия рабочей точки и ее окрестности..............................................

229

13.1.2. Понятие коэффициента усиления ............................................................

229

13.1.3. Понятия входного и выходного сопротивлений усилителя............

230

13.1.4. Частотная характеристика усилителя.....................................................

230

13.2. Усилитель напряжения низкой частоты на биполярном транзисторе.

 

Методика расчета основных параметров.............................................................

231

13.2.1. Постановка задачи..........................................................................................

231

13.2.2. Расчет режима в рабочей точке .................................................................

233

13.2.3. Расчет коэффициента усиления по напряжению ..............................

234

13.2.4. Расчет входного и выходного сопротивлений усилителя................

235

13.2.5. Способы задания рабочей точки (смещения).......................................

235

13.2.6. Режимы «А», «В», «АВ» ...............................................................................

237

13.2.7. Разделительные цепи.....................................................................................

238

13.3. Повторитель напряжения на биполярном транзисторе — эмиттерный

 

повторитель (схема с общим коллектором) .......................................................

238

13.3.1. Коэффициент передачи по напряжению эмиттерного

 

повторителя....................................................................................................................

239

13.3.2. Входное и выходное сопротивления повторителя..............................

240

13.4. Усилители на полевых транзисторах....................................................................

241

13.4.1. Методика расчета основных параметров усилителя низкой

 

частоты на полевом транзисторе с управляющим р-n-переходом..............

241

13.4.2. Особенности задания рабочей точки ......................................................

242

8

13.4.3. Определение положения рабочей точки на стокозатворной

 

характеристике..............................................................................................................

243

13.4.4. Положениерабочейточкина семействе выходных характеристик...

243

13.4.5. Расчет коэффициента усиления................................................................

244

13.4.6. Выходное сопротивление.............................................................................

244

13.5. Повторитель напряжения на полевом транзисторе(истоковый

 

повторитель). Методика расчета основных параметров ................................

245

13.5.1. Определение рабочей точки на стокозатворной характеристике...

246

13.5.2. Коэффициент передачи по напряжению................................................

246

13.5.3. Выходное сопротивление ............................................................................

246

13.6. Усилители с обратной связью .................................................................................

247

13.6.1. Способы получения сигнала обратной связи ......................................

247

13.6.2. Способы введения сигнала обратной связи .........................................

248

13.6.3. Усилитель, охваченный последовательной отрицательной

 

обратной связью по напряжению ...........................................................................

248

13.6.4. Усилитель с большим коэффициентом усиления, охваченный

 

отрицательной обратной связью по напряжению ............................................

249

13.6.5. Достоинства отрицательной обратной связи........................................

249

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

249

Глава 14. Дифференциальный и операционный усилители ............................

251

14.1.Дифференциальный усилитель. Методика расчетаосновныхпараметров...251 14.1.1. Структурные особенностисхемы дифференциальногоусилителя...251

14.1.2.

Расчет базовой цепи в режиме покоя ......................................................

252

14.1.3.

Расчет коллекторной цепи в режиме покоя ..........................................

253

14.1.4.Синфазная и дифференциальнаясоставляющиевходногосигнала...253

14.1.5.Реакция дифференциального усилителя на синфазное

воздействие.....................................................................................................................

254

14.1.6. Реакция дифференциального усилителя на дифференциальное

 

воздействие.....................................................................................................................

254

14.1.7. Коэффициент усиления для дифференциальной составляющей

 

входного сигнала...........................................................................................................

255

14.1.8. Входное и выходное сопротивления для дифференциальной

 

составляющей входного сигнала ...........................................................................

255

14.1.9. Инвертирующий и неинвертирующий входы

 

дифференциального усилителя ..............................................................................

256

14.2. Основные свойства операционного усилителя.................................................

256

14.2.1. Условное обозначение операционного усилителя..............................

256

14.2.2. Особенности передаточной характеристики реального

 

операционного усилителя .........................................................................................

257

14.2.3. Взаимодействие операционного усилителя с внешней цепью.......

258

14.3. Методы расчета цепей, содержащих операционный усилитель .................

259

14.4. Расчет по мгновенным значениям .........................................................................

260

14.4.1. Инвертирующий и неинвертирующий источники напряжения,

 

управляемые напряжением.......................................................................................

260

14.4.2. Повторитель напряжения ...........................................................................

261

14.4.3. Схема дифференцирования .......................................................................

261

14.4.4. Схема интегрирования..................................................................................

262

14.5. Операторный метод расчета переходного процесса в цепи

 

с операционным усилителем....................................................................................

263

14.6. Применение символического метода....................................................................

264

14.7. Активные фильтры......................................................................................................

266

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

267

9

Глава15. Электронныегенераторы.Автогенераторыгармоническихколебаний....

269

15.1. Электронные генераторы ..........................................................................................

269

15.1.1. Классификация электронных генераторов............................................

269

15.2. Структура автогенератора гармонических колебаний ...................................

270

15.3. Условие существования установившихся колебаний ...................................

270

15.4. LC-автогенератор ..........................................................................................................

271

15.4.1. Процесс установления колебаний ............................................................

271

15.4.2. Расчет амплитуды автоколебаний ............................................................

272

15.5. RC-автогенератор ........................................................................................................

274

15.5.1. Основное требование к цепи обратной связи.......................................

274

15.5.2. Принцип работы RC-автогенератора .......................................................

275

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

277

Глава 16. Генераторы релаксационных колебаний ........................................

278

16.1. Генератор прямоугольных импульсов на операционном усилителе —

 

мультивибратор ...........................................................................................................

278

16.1.1. Структурные особенности схемы мультивибратора..........................

279

16.1.2. Принцип работы..............................................................................................

280

16.2. Ждущий мультивибратор (одновибратор).........................................................

282

16.3. Генератор пилообразного напряжения на операционном усилителе .......

283

16.4. Мультивибратор на биполярных транзисторах................................................

285

16.4.1. Главные особенности схемы мультивибратора....................................

286

16.4.2. Неустойчивость стационарного режима.................................................

286

16.4.3. Квазиустойчивый режим работы мультивибратора ..........................

288

16.5. Триггер.............................................................................................................................

292

16.5.1. Статический режим........................................................................................

293

16.5.2. Режим «опрокидывания».............................................................................

293

16.5.3. Простейшая запоминающая ячейка ........................................................

294

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

294

Глава 17. Источники вторичного электропитания .........................................

296

17.1. Источники первичного электропитания .............................................................

296

17.2. Источники вторичного электропитания, их структура и назначение

 

основных блоков...........................................................................................................

297

17.3. Выпрямители.................................................................................................................

298

17.3.1. Однофазные выпрямители..........................................................................

298

17.3.2. Трехфазный выпрямитель...........................................................................

300

17.3.3. Коэффициент пульсации .............................................................................

300

17.4. Сглаживающие фильтры...........................................................................................

301

17.4.1. Пассивные сглаживающие фильтры........................................................

302

17.4.2. Активный сглаживающий фильтр на биполярном транзисторе ...

304

17.5. Стабилизаторы напряжения ...................................................................................

306

17.5.1. Компенсационный стабилизатор напряжения линейного вида ....

306

17.5.2. Импульсный стабилизатор напряжения ................................................

308

Контрольные вопросы и задания .......................................................................................

311

Глава 18. Логические основы цифровых электронных устройств...................

313

18.1. Цифровое устройство и его таблица истинности.............................................

313

18.2. Алгебраическая запись логической функции, выполняемой

 

цифровым устройством..............................................................................................

314

18.2.1. Простейшие логические операции и их алгебраическая запись....

314

18.2.2. Основные законы и теоремы алгебры логики ......................................

315

18.2.3. Условное изображение устройств, реализующих простейшие

 

логические действия, и их таблицы истинности .............................................

316

10