Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 25
Текст из файла (страница 25)
которые методами эквивалентных преобразований могут быть сведены к последовательному включению двух элементов. Прн этом характеристики элементов в общем случае могут иметь произвольный характер. Это могут быть либо два линейных элемента, либо линейный и нелинейный элементы, либо два нелинейных элемента. При этом один или оба из ннх могут быть управляемымн, В основу метода положено предположение о том, что суммарное напряжение на последовательно включенных элементах определяется внешним источником и не зависит от тока, протекающего в цепи. В соответствии со сказанным для цепи нз двух элементов (рис.
4.10,а) справедливы выражения 1 = 1и = 1лз. К (1) + (!з (1) = !1,. (4.5) При известных ВАХ элементов (рис. 4.10,б) ток. удовлетворяюишй системе (4.5), может быть легко найден графически. Для этого исходную характеристику одного из элементов зеркально отражают относительно оси токов (опрокидывают) и ее начало сдвигают по оси напряжений иа величину, пропорциональную ы6 Рис 4 1О Гхечл псюг (о).
ВАХ <гсмгпсйных этемситов (б) и реп<екпс методом псрсгсчс ггяк хэрэьтсрж.тик (и) лип входному напряжению цепи (отсюда и второе название метода— метод опрокинутой характеристики). Точка пересечения исходной характеристики одного н преобразованной характеристики второго ЭЛЕМЕ<17ОВ Дает НСЛОМЬ<Е тОЬ (' И ПаДЕННЯ НаПРЯжЕНий У<(<) И УЭ(<) (рис. 4.)О,в). Используя описанный метод. легко исследовать процессы в цепях квк при изменении параметров элементов <(г<(/) и )гт(г).
таь и прн изменении внешнего напряжения (ге. Проиллюстрнр)см применение описанных выше методов для расчета нелинейных цепей постоянного тока, Г<рггчер 4.<. К пег<и. состоящей нт последавэтельно соединеянмт днодэ т<) и регисторэ <г=!50 Ом причожепо иэпряжеииг Р=(<„=5 В <ргю 4 11,а) Оире тетнть тоь в вени и пидения пэпрял снап ьл ее элементах ВАХ диода в увели генном чвсжтэбе <м чипсйиого участка ес прямой ветви приведена нэ рис 4 1<,б Рещение Нейдем рсюсинв эадачя графически с испольэовэкием метода пересечения терэкгерисми Для этого иэ ВАХ диод< иэ точки (<„ЬВ прове дсм пряную, хэрэьтериэуюгиую ээвиснмость тока г г нвпряжсння дтя рези.
сторэ г< (рис 411,л) Этэ прямая косит пэгв щит и<лик яо;рр» ~ пли насра эочилл лрлмал Ее легко построить по диум точкэм, соотвстствувщнм ремнмэм холостого хода (йд-со) и короткого ээмыкэнпя ())д =О) рэссматривэемой испи В режиме гс июгого лоде ижруэочнэя прямэя пересекает о ь ияпряжсний в точг.е У (> (<д О) н, следовательно, Уд (<, В соответствии со схемой иэ 1!7 Ркс.
4.11. Схема нелкнейной яепн (е), ВАХ днодз (б) л решекке негоден пе ресеченпя хзректернсткк («) ркс. 4.11,о ( ()з((()+))д) В рганме короткого замыкания ))де0 н поэтому негрузочная прямая пересекает ось токе п точке у (Г )й. где 7 — ток коротного эамыквння ценя В рзссмвтрнввеном случзе /„, ЗЗ,ЭЭЗнА Нвгрузочкую прямую мохгпо также постронть, проведя еа кз точкп на осн нзпряменнД, соответствующей напр«меняю пнтзннп (1, код углом н~ к этой осн Величина этого угла определяегся нз эмрзменкя шгг 1 10 гч лтг 3~' В рвссмзтрнеаемон случае ш«05 В/дел, шг 5 10-з А/дел.
10а~ 06 я а~-3 Точка П пересечеиня пзгрузочной пряной с ВАХ дпода является репмпн системы (4.5) к представляет собой рабочую точку схемы, Проекдкп этой точя нв оск коордкнэт определяют рабочкй реакм пенн, т е значение тока 1« )д соответствующие сну пздеиия нзпряаепнй нз диоде Ц((«) к резнсторе Уз(1 (ркс 4 10. «) . 116 В рэссматрпвасчон прпчсрс потучнлг 7» 27 мА, (г,((п!»»г, -пи (7»(!и! (7» 4,2 В Данным пример можно решить и аиалнтн мскп, используя кусочна лнигйнув> аппрсклн»лацию В«Х янова Дчя прямой ветви ВАХ знала.
пока шишлй ив риг 4 11 б. ссгласно (431, можно записать (уд (Где+»»(д, гте Пчп 061 В, г, (лггпглгг) с(9 («$(уд(дуд ОЗЛИВ/50чА 76Ом Теда а .а вг лрам«акопу Кпрыофл дтя расглзтриеэемай стены можно писать (7» (Гдэ +гл!и+ (7!и. откуда ул ((㻠— (!де«/[И+эх! (б — 06!Ц(160+76! 279 мА, ид-061+76.279 10- -062 В; (/» !50 ° 27,9 ° 1О» 4,166 В Полученные результзты практически повторяют значения, найденные графи. чески метоэом пересечения характеристик Пал«ченная погрешность возникает вследствие аппроксимации ВАХ диода линейной функцией Пример 4.2.
Определнть кан изменится рабочий режим цепи нз рнс. 4.11,а в с»учэе «вслпчення 77 в 2 раза (1т 300 Ом!. Р е ш е и и е Графнчесхи изменение ссчротивленкя резистора приведет л «меньшсиию «гла наклона пагрузачнсй прямой до «гза а агс(9 (плп(тл27(! Точка пересечения П' новой нагрузочной прямой с ВАХ диода определит слслуюшне зизчеиня искомых величин (п !4 ыА, й 0,67 В, (7» 4.33 В Испотьз«я схстанн«ю в примере 41 аппраксныапию ВАХ анода. получим 7»=5 ° 06! /(300+ 751«14,3 н А, (гт 0,6147,6 ° !4,3 ° 1О з 0,72 В; 0» 300 14,3 !О"' 4,29 В Очевнано, чта в ленном случае рзгхгж тине полученных результатов больше. чем в примере 4!.
Это объясняется тем, чта с уменьшением тока реаль. нан характеристика диода начинает сильно отличаться ат испохьзуемой кусочиолнкейной аппроксимации Следовательно, длп аналитического решения желательно уточнить параметры аппроксимации. Пример 4.3. Определить, нак изменится рабочн» режим цепи иа рпц 4 11,а при условни увеличения напряжения питания с 6 В до ! В Решение.
Увеличение напряжения питания ярнэсдст к саангу точки пересечения нагрузочкой характеристики с осью напряжений вправо, на Ь(7 2В При этом изменится и ток короткого замыкания 1„,=(7»Я. В результате иагрузочиая праман переместится параллельно себе вправо вверх Это абьяспяется тем, по ее наклсн определяется сопротивлением й, которое остается нензмен- 119 ш аг й» г(а йл та (у (» (в и»з,в га та% лл да б,5/ т!» б д(л УУб тт»з,б б) Рис. 4.12. С и хе а нелинейной неки, содерл ашсй бико»ар~ ий транзистор (е! н его входная (б! и выходные (л! характеристики ным.
Точка пересечения у)" опреде.ин новый рабочий режим схемы (рис. 4 !1, л). Угт 33,5 мЛ. (Уд- 0,9 В, Ул 4,1 В Прим 4д, Д, ер, . Дзя схемы иа рис. 4.!2,а определить входное иапрялгеопе. обеспечивающее получение выходного наврал,ения (т,„, (у„т2, Параметры схе. мы: (! !5 В, !!. !5 Ом, !г» 50 Ом. Транзистор ((Т630А. Лз!в 25. Вхошгые н выходные характеристики транзистора ирин»лепи иа рпс. 412,б, ч Решение.
ослон с. Воспользуемся для решения методом ксргссчспия харак»с и. стнк. и , пля этого на выходных харантерпстиках транзистора проведем кагрузоч. ри лую прямую Она пройдет через точки У=-(1, 15 В,! 0 и (! О. 1„!5 В!15 Ом 1 А, з(ля выходгюго напряжения (тк У,-7.5 В найдем точку пересечения одной пз выходных характеристик с иагрузочиой прямой — точка П (рнс. 4.12,в). Найденная выходная характеристика соотвстстауег току коллентора траизи.
стора /»=0,5! Л п толу базм !в =20 »~Л. 120 На входной характеристике транзистора (рис. 422.б) отметим ~ чиу, гивч всгствующую току 1Б 20 мА (точка В). Через зту точку иод углом к ося на првжения равным а-агс!Ой»(шггшс) проведем прямую до иересечеяии с огь»~ напряжений. Полученная точка нересечеиия и даст искомое входное ивиря жение. Для рассматривасьюго случая 1 50 2,5-!О А1 . ш33 О,! В(дел и (1»„=1,76 В. Давиую задачу можно ренипь аналитически, используя кусочно-линейную аппроксимацию входной хара»теристилп транзистора (!из (1Бзе +гБ1Б' где (гвзе 0,68 В, гь с!8((0,8 — 0,68)(30 ° 1О-з] 4 Ом, При выходном напряжении (1„. (1,12 7,5 В ьоллекториый ток траязнстора должен быть равен 1» („— (1»»,)Р,=751!50 0,5 Л. Так как трава!гетер в деппом случае работает а активном режиме, то его ток базы может быть найден »срез значение коэффишыита йювг 1,=1»1й„я =0510,25=20 !О-*Л.
По второму закону Кнрхгофа (1»~ Яе(Б(-Уввв+гв1Б 50 ° 20 10 »+068+4 ° 20 ° !О ~=1,76 В, Пример 4.$. Для условий примера 4.4 найти диапазон изменения входного наиря:кения, соотвсгствуюший работе траилктора в активном режиме. Решение. Длв решения найдем коллсьториыс го»и транзистора, соответ. ствуияшш граиниан релгнмов»асьнисиия и отсечки Граница режима иасышсиня соотвстствусг усзовию (гкв О. По этому уело. вию нз рис, 4.!2,е найдем 1, „0,86 А, Ранее отмечалось, что граница режима отсечки (выключенного состояиня) условно определяется соотношением l» нш 0,05 1» ., Поэтому определим соот»етствуюшис заданным условия»г молсггчальиый и иаи~мальный токи базы траи. э»егора: 1Бм» =1» п~» 1ДЗ!и -086125-34 4 МА; 1Б,~, = 1» „1йзгз 43125 1,72 ыЛ. Аналитическое решение с нсиользоваияем полученной в примере 44 аппроксимации входной характеристики для случая 1в 1вш„нз-зз их силыюго расхождения даст болыиую погрешяость. Поэтому значение (1»»н„, целесообразно оиределить непосредственно яо вход!юй характеристике транзистора методом нЕРесечсн»Я хаРактеРнстик.
Дла окРсделенкк (Г,„вш можно восиользоватьса нолученной аппроксимацией. Тогда Г~а~ве~=ЗГа1вв .гОвэо+цэГБва~авзо 344'10 '+068+4 344 $0 '~ 234 В По вводной аарак|срвс1вае ва рас 4 И,б внаем У,.в од4П 44. РАСЧЕТ ИЕЛИИЕИИЫХ ИЕПЕИ ПЕРЕФЕИИОГО ТОКА При рассмотрении нелннейныа элементов в цепях постояняого тока изми учитывались в оснозном только их особенности (по сравнению с линейиымн элементами). Зтн особенности связаны с различием статических и динамических сопротивлений. которые для указанных элементов могут совпадать лишь в отдельных точках нлн иа отдельных участках ВАХ, а также с зависимостью сопротквленкя элемента от знака приложенного напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
