Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998), страница 4

которое является некоторой частью входного. Простейший делитель представлен на рнс. 1.5. Что такое !?,„„? Предположим здесь и далее. что нагрузки на выходе пет, тогда ток определяется следующим образом: ! = 0.„(1(, -1- гтэ). Сигнал вкоде ~ нв вь хане Диа внк сиг Рис 1Л. Делитевь налРЯжениа. ПРиложенное напРЯ- жение Сг создает на выколе напряжение П.„„1меаьизее приложеваого) (Мы воспользовались формулой для определения сопротивления резистора и Правилом для последовательного соединения резисторов). Тогда для )12 мыы ~Я2 (' 2/()'З 1 )~2) ' .Обратите внимание, что выходное иацйкжение всегда меньше входного (или равно ему); поэтому мы говорим о делителе напряжения.

Если одно из сопротивлений будет отрицательным, то можно подуппь усиление (т.е. выходное напряжение будет больше входного). Эта идея Ие так невероятна. как кажется на первый взвляд: вполне можно сделать устройство г'зеь сигнал яв вхож й Диаглзои Сигнал . ь ВЫХОДНОГО 2 ЗЪХСДЕ сигнала Рз Рвс. 1л. Регзлирэ*мын зезите:о, напряжения може. сееговть из двух резисторов.: фиксированным слпрснивлением и с переменным сопоотивлеииеьь. лли из потевлиометзха Основы ввеитрозввеи 15 с отрицательными нприрашениями» сопротивления (в качестве примера может служить туннельный диод) или просто с настоящим отрицательным сопротивлением (например, преобразователь с отрицательным нмпедансом, о котором мы поговорим позже). Однако эти примеры достаточно специфичны н не должны занимать сейчас ваше внимание.

Делители напряжения часто используют в схемах для того, чтобы получить заданное напряжение из большего постоянного (нли переменного) напряженна. Например, если в качестве Я вззпь резистор с регулируемым сопротивлением (рис. 1.б,а), то мы получим не что иное, как схему с управляемым выходом; более простым путем комбинацию )12)1 можно получить, если у вас есть один резистор с переменным сопротивлением„нли лотенциометр (рнс. 1.6,о). Простой делитель напряжения играет важную роль и в тот момент. когда вы задумываете схему; входное напряжение и сопротивление верхней части резистора могут представлять собой. скажем, выход усилителя.

а сопротивление нижней части резистора— вход последующего каскада. В этом случае, воспользовавшись уравнением для делителя напряжения, можно определить, что поступит на вход последнего каскада. Все сказанное станет более понятным, когда чуть позже мы познакомим вас с одним интересным фактом (имеется в виду теорема об эквивалентном преобразовании схем1. А сейчас немного отвлечемся от нашей темы и поговорим об источниках тока н напряжения 1.04.

Источники тока в ввврижеввв Иленльный источник напряхсения — это «черньтн яшихх., имеюший лнн вывода. ыежл которымн он поддерживает постоянное паленнс напряжения независимо о г величины сопротивления нагрузки. Это ззначает. например. что он лолжен порожлагь ток, равный = Г Я. если к выводам подкшочнть резистор с сопротив.ением )1. Реальный источник напряжения не может тать ток. больший некоторого предельного максимального значения, и lт/т гт/ч зв ~ Г о-„ин истинн»ни — ена Н еа пимдяия 06«ая ,. нина Бато арея Рис. 17 Источники аанрниеинк настоянного и нероман«о~ о тока в общем случае он ведет себя как идеальный источник напряжения. к которому последовательно подключен резистор с небольшим сопротивлением. Очевидно.

чем меньше сопротивление этого послелонательно полюпоченн ого резистора, тем лучше. Например, стандартная щелочная батарея на 9 В в последовательном соединении с резистором. имеющим сопротивление 3 Ом. ведет себя как идеальный источник напряжения 9 В и дает максимальный ток (при замыкании накоротко) неличиной 3 А (который. к сожалению. погубит батарею за несколько минут). По понятным причинам источник напряжения «предпочитает» нагрузку в виде разомкнутой цепи, а нагрузку н виде замкнутой цепи «недолюбливает». (Понатия «разомкнутая пень» и «замкнутая цепь» очевидны: к разомкнутой цепи ничего не подключено, а в замкнутой цепи кусок провода замыкает выход.) Условные обозначения источников напряжения приведены на рис. !.7.

Идеальный источник тока — это «черный ящик», имеющий два вывода н поддерживающий постоянный ток во внешней цепи независимо от величины сопротивления нагрузки и приложенного напряжения. Для того чтобы выполнять свои функции, он должен уметь поддерживать нужное напряжение между своими выводами. Реальные источники тока (самая нелюбимая тема для большинства учебников) имеют ограниченный диапазон, в кото- 1 ма ~ 1 1 мл 1 1 мх Рис. 1Я. Условные обоаначеюы источников тока. ром может изменяться создаваемое нмн напряжение (он называется рабочим диапазоном выходного напряжения или просто диапазоном ц н.

кроме того. выхолнои ~ок источника нельзя считать абсолютно постоянным. Источник тока «прелпочитает» нагрузку н ниде замкнутой цепи. а нагрузку н виде разомкнутой цепи «нелолюбливает». Условные обозначения источника тока принелены на рис. 1.Ь. Хорошим примером источника напряжения может служить батарея (ддя источника гока подобной аналогии найти нельзя1. Например„стандартная батарейка от карманного фонаря обеспечивает напряжение 1,5 В.

ее эквивалентное последовательное сопротивление составляет 1,'4 Ом, а общий запас энергии равен приблизительно 10000 Вт-с (постепенно эти характеристики ухудшаются; к концу срока службы батарейки напряжение может составлять около 1 В. а внутреннее сопротивление — несколько ом). О том, как создать источник напряжения с лучшими характеристиками, вы узнаете, когда мы изучим обратную связь. В электронных устройствах, за исключением портативных, батарейки используются редко. В гл. 14 мы рассмотрим интересную тему конструирования маломощных схем (на батарейках). 1.05. Теорема об зквввалеитиом преобразовании источивков (генераторов) Теорема об эквивалентном преобразовании источников утверждает, что всякую схему, состоящую из резисторов и источникон напряжения и имеющую два вывода, можно представить в ниде эквивалентной схемы, состоящей из одного резистора )т, последовательно подключенного к одному источнику напрюкения ср.

Представьте, как это удобно. Вместо того чтобы разбираться с мешаниной батарей и резисторов, можно взять одну батарею и один резистор (рнс. 1.9). (Кстати, известна еще одна теорема об эквивалентном преобразовании, которая содержит такое же утверждение относительно источника тока и параллельно подключенного резистора). Осанны элентрнгшкн 17 и, и, Рвс. 19. Как определить эквивалентные параметры»х, н ь)...

для заданной схемы? Оказывается просто. а) — это напряженне мех!ау выводами эквивалентной схемы в ее разомкнутом (ненагруженном) состоянии; так как обе схемы работают Одинаково, это напряжение совпадает с Напряженнем между выводами данной сяемы в разомкнутом состоянии (его ймсжно определить путем вычнсленнй, еСли схема вам известна, нлн измерить, если схема нензвесгна). После этого можно определять В, если учесть, что ток в'эквнвалентной схеме. прн условии, что она замкнута (нагружена), равен х)'„,г'Я„„.

Иными словами, = г1 (разомкнутая схема). Л; = Е) (разомкнутая схема)/1 (замкнутйя схема). Супзествует немало приборов. с помощью которых в схемах можно»»мерить напряженна и тока. Самым унваерсальным нз вих является оспиллограф !см. щиложение А). он позволяет ваблгодать нзмевение на!Важен!ш во времеви в одной илв нескольких точках схемы.

Спедиально лл» отысканий неисправностей в цифровых схемах предвазвачевы логические пйдгы и логические анализаторы Унлверса!гьный нзьгеризезьный прибор дает возможность измерять вап!»шкиве. ток и сопротивление о~сна часто с постатокво высакои точностью. ошшко, нег~ медленна» рави)вя. и ое не может замеввть сспюхтограф е тех случаях, когда интерес представляю~ меияюшигс» вапржкения универсальные измерительные пряборы Мнжжо разделить на лве группы приборы.

показани» которых определяютгж по обычнои шкале с переышцаюшевся стрелкон. и приборы с шгфровым ото браженвем показания Стандартный аолыметр позяоляез измерять ток во перемещении стрелки )обычно полный диапазоя пжа»ы составляет % мкА). !Для гого чтобы разобраться в работе измерительного прибора. советуем ппкппаться в «натах по электротехнике.

но ие в руко»олег»ах по разработке электронных схем. а пока нас вполне удовлетворит информапия о том. что в приборе используются индуктианостн н серлечнигси ) Прн измерении напряжения а вольтметре послелоеа~ еэьно к основной схеме подключается резистор Например. диапазон шкалы измерения напряжени». равный 1 В обеспечивается последовательным подключением резистора с сопротивлением 20 «Ом к схеме.

Рассчитанной на ток 50 мкА. лля больших диапазонов напряженна используются соответсгвенно резисторы с большими сопротивлениями 'Такой вольтметр характеризгется «ыс прибор на 3)0(Ю Ом*'В. Это значит, что сопротивление ьто резистора, !жвяое 20 кОм. умножается иа полный размах напряжеяня а выбранном лиапазоне измерения. Полный размах в любом днапаюве напряженна состаалае~ 1)20000 В,'Ом, илн 50 мкА. Очеявлно, *по подобный вольтметр оказывает тем меньше влияния на схему, чем выше диапазон.