rtc_uch_05 (Методы с сайта), страница 3

Еще раэ подчеркнем две важнейших особенности модели транзистора: во-первых, модель справедлива только для переменных составлякщих токов и напряжений; во-вторых, дифференциальные параметры модели 1~ и ~ изменяются при смене рабочей точки одного и того же транзистора. Зти два обстоятельства следует помнить при моделировании линейных схем на транзисторах. Модель транзистора, изображенная на рис. 1.13,6, конечно же не является единственной.

Здесь не учитывается так называемая внутренняя обратная связь, когда напряжение между базой и эииттером изменяется под действием напряжения ~~~.~ . Не учитйваются здесь и емкости переходов база-эмиттер !'Б~ и база-коллектор СБ, ~ а также собственное сопротивление базы У~- . Учет этих параыетров значительно усложняет анализ транзисторных схем, поэтому прииенять усложненную модель следует лишь тогда, когда зто вносит существенную поправку в результат анализа.

икэ Рис. 1.15 На рис. 1.15 приведена довольно сложная модель транзистора по переменному току. Параметр р управляемого источника тока в цепи обратной связи определяется так называемым эффектом Эрли. Првктически он является такой величиной, при которой рост напряжения 17 между коллейтором и змиттером приводит к уменьшению напряжения между базой и эмиттером, но в тысячу раэ меньше: ~и~(1) -- ~~~~~ ~ю Ю при неизменном коллекторном токе ~~,Я= Р .

Можно показать, что У при этзх усасави ~ -.— юж.ю~, ' Полевой транзистор, если он используется в линейном режиме длн усиления малых оигнвлов, также можно юделироввть с помощЫ ИТУН. Все соображения относительно рабочей точки и дифференциальных параметров тренэисторв, приведенные для биполярного транзистора, справедливы и для полевого. Отметим некоторые особенности модели полевого транзистора.

Его выводы называются: сток (С), затвор (3) и исток (П) (рис.1.16,в). Ток затворе настолько мал, что его обычно не учитывают, при этом входное сопротивление модели (рис. 1.16,б) бесконечно велико, квк у идеального И',РН. . 1.16 Коэффициент управления ~ током стока определяется наклоном сток-затворной вольт-а~аерной характеристики в РТ. Этот коэффициент имеет размерность проводимости.

Дифференциальное сопротивление ~'я определяется наклоном плоской части выходных вольт-аваерных характеристик 1г от напряжения К,~, которые очень похожи нв соответствующие характеристики биполярного транзистора (см. рис.1.74,б). 1.3. Мо ели сигналов При анализе радиоэлектронных цепей и устройств важную роль играет выбор воздействующвго сигнала. Реальные сигналы - носители информации - весьма сложны з математическом описании, что затрудняет анализ их прохождения через цепь, поэтому целесообразно воспользоваться некоторыми моделями сигналов. Простота математической записи юдели и того мвтемвти- 18 ческого аппарата, который используется для анализа процессов в це- пи при данном воздействии, имеет большое значение. Несютря на то, что основные закономерности июют общий характер и справедливы при любом воздействии, конкретные методы расчета приспособлены для сигналов вполне определенного вида.

В то же время модели должны отражать в себе основные харак- терныв черты реальных сигналов (частотой диапазон, длительность воздействия, "плавный" или скачкообразный характер и т.п.). Ниже перечислены наиболее простыв и часто используемые модели сигналов. 1. Постоянное напряжение или ток 5Й) = Ю=сол31, — <~ < . (1.24) 2. Гармонический сигнал ~Ю= ~~,.„М~~), СОЯ (1.28) 814 Три параметра - аыжитуда А, круговая частота Ю и начальная фаза ~ - полностью определяют этот периодический сигнал нв всей шкале времени. Круговая частоте Сд, имеющая размерность рад/с, связана с линейной чеюотой ~ ~Гц~и периодом Т .1с]соотношению ~0= ЯХ~ = Изменяя частоту воздействия, южно исследовать прохождение и очень медленных, и очень быстрых периодических сигналов. В частности, при й> О имеем постоянные напряжение или ток.

3. Комплексная экспонента ~Ф~ -ле ~~ ~~ — У (1.26) Это - "математический" сигнал, его нельзя создать ревльао з виде некоторого напряжения или тока в цепи. Однако роль юдели (1.26) в анализе цепей весьма велика. Функция Р родственна тригоиомету~ риче<пщм функци~щ СЮ ~ и Зйа~. Известные формулы Эйиврв дашт эту связь: .4~ -.4 Й г е д г -г г (1.ж) Проведя математический анализ воздействия сигнала (1.26) не цепь, можно легко перенести результаты на случай воздействия (1.25). Поэтому комплексную экспоненту считают таким жв гармоническим сигналом, что и сигнал вида (1.25), а ее параметры ~, Ю~ ~ отождес- 19 (1.2Э) твляют с аалитудой, частотой и Фазой.

преимущества модели (1.26)- в простоте Опервций ивтегрироввниЯ и диФФеренциров8вия деспоневтые 4е Единичный севчое (ступенчвт8Я ф(неция) 8) ~У-~Д- О, ИЮ г>Р (1.28) б) ~Ю 1(1е) -~и, ~> г ,>т 5. Ъиничный юаульс (дельте-функция) ы ()-Ф)- ',"', ' Р(~)~н=~; ю ~Я =Т~~- 1=( '",.;' Варианты 4б и 5б - зто ступенька и импульс в момент времени ~ 7 .

Эти две модели твеже являются метемнтической ебстреецией. Реально создать мгновенный скачок или мгновенный импульс нельзя. Однако математический сигнал реакции цепи не такие воздействия Чрезвыч8йно полезен с точки зрениЯ переднчи быстрых се8чеОВ или коротких щшульсов ~ содеривп1ихся В Рейкьвых сигн8л8х. С математической точки зрения, 4ункция ~Ю - обычная 4Ункция с разрывом первого рода. Что же касается 4ункции РЯ, то строгое и непротиворечивое ее определение довольно сложно и ве укладывается в рамки "обычных" Функций. Математикам пришлось ввести новое понятие - "обобщенные 4ункции".

Грубо говоря, обобщенные Функ.~ди описываются не поведением их ва шкале аргумента 1, 8 тем, что они "делают" под знаком интеграла. Тнк, например, определением Функции Рф является ве запись (1.29), а соотношение ~ юв ) УЮ ~И.~1 ~~ =/(~1 сх.зо) - ~е интеграл от произведения произвольной Функции ~Я не дельта- Функцию, расположенную в точке Г, равен значению ~(~) в этой точке ~ 7 е Дюлътн-<фикция енк бы "Фильтрует", "Выхв8тыВ8ет" из ~(~) одно ее значение. Интеграк (1.30) часто называют Филырующим действием Р-функции.

шизически тот же результат (1.30) дает любой короткий импульс Лф произвольной Ферми, если его длительность настолько мела, что зе это время 4ункция ~ф ве может заметно измениться (при этом площадь Л Ф) принимается условно зе единицу). Таким обрезом, Р- 45'веция имеет Ревлъный смысл: зто импульс н8стольео короткий, что его длительность много меньше времени заметного изменения воэмокных процессов в рассматриваемой цепи (так называемой постоянной времени цепи, речь о которой пойдет низе). Модели 1.—.5 являютпя самими основными. Анализ их воздействия ва ту или иную цепь позволяет найти основные характеристики цепи: частотную (определяюирю передачу гармонических сигналов в зависимости от их частоты), переходную (реекцию цепи вв мгновенный скачок) и импульсную (реакцию цепи ва мгновенный импульс).

Эння зти характеристики, можно теоретически рассчитать прохождение любого сигнала'. Таким образом, зти модели справедливо рассматривать как основные ~ес~овые сигналы, позволяющие сковструировнть и настроить цепь дия работы с реальными инФормациовными сигналами. Лабораторная измерительная нппаратура обеспечивает проведение экспериментов при реалыых тест-сигналах, близких к описанным МО- делим.

Так, широко респростревены лабораторные генераторы стаидартных сигнаков гармонической Форами в разных диапазонях значений чаототы ~ (низкочастотные: от единиц герц до десятков килогерц, высокочастотные: до десятков мегагерц и СВЧ - до гигагерц). Специапьныв юаульсные генераторы дают сигналы вида прямоугольных импульсов с широкой регулировкой длительности импульсов.

Их можно испольэовать как источники сигнелов вида ~Я; если ВЖрать большую длительность июаульса и рассматривать передний Фронт импульса еак ступеньку. Эти ие генераторы могут служить источниками сигвака видя Рф если уст8новить Очень мнлую длительность иккц~лъсн ° ПОмимО Выделенных.

Выше ООИОВных сигнелов, ч8сто ввелиэируется воздействие и других тестовых сигналов. Отметим некоторые из них. 6. Одиночный прямоугольный импульс, периодическая последовательность прямоугольных и~аульсов. Такие сигнелы часто используются для тестиРОВВНИЯ цевей, предв8дв8Чевных длн Р8боты С ДИсеретными сигналами (вычислительная техника, циФровые устройстве, устройстве автоматического Регулирования и пр.). 7. Экспоненциальный иишульс -й ),~(,, ~Ее, ~>Р =',о,~<п - И~~,~а~~ . б) ~ф - ~~ т и Вариант 76 - действительное колебание, включаемое скачком в юмент О и дающее зкспоненциальный затухающий спад.