Использовании нелинейных

При художественно-конструкторском оформлении РЭС необходимо учитывать технологические ограничения на формо- и цвето-образование, фактуру поверхности (матовая, шероховатая, блестящая, с «рисунком»), параметры применяемых материалов (цветовой тон, защитно-декоративные свойства, технологичность их использования). Художник-конструктор должен учитывать ограничения по формообразованию, накладываемые технологией (прессование пластмасс, литьевое или вакуумное формование и т. д.). Это должно найти отражение в конструкции РЭС (радиусы закругления, литейные уклоны, поднутрения, толщина стенок и т. д.). Особое внимание он должен обратить на соответствие параметров материалов паспортным данным, так как от этого зависят такие нюансные свойства, как тон и фактура поверхности, световой каркас. В ряде случаев художник-конструктор должен и может настоять на изменении компоновки изделия, использовании материалов или улучшенных технологических процессов. Это особенно важно, когда надо обеспечить конкурентоспособ-

Соблюдение упомянутых выше основных требований должно сочетаться с возможностью удешевления производства и уменьшения себестоимости трансформатора. Следует, однако, заметить, что увеличение себестоимости трансформатора при использовании материалов лучшего качества, хотя и более дорогих, при усложнении некоторых технологических операций или введении в технологический процесс новых операций, существенно улучшающих параметры трансформатора или повышающих его надежность, в большинстве случаев оправдывается при экономической оценке трансформатора.

Поиск основан на логико-математическом выборе устойчивых компромиссов для удовлетворения противоречивых требований технического задания на разработку изделия по назначению и надежности с учетом ремонтопригодности и свойств системы человек — машина при использовании материалов и комплектующих изделий, свойства которых ограничены рамками паспортных данных. Поиск проводится применительно к условиям промышленного производства, ограниченного требованием максимальной экономической эффективности, проявляющим себя через требования технологичности, унификации и стандартизации с учетом патентно-правовых свойств.

Титанат бария, конечно, не единственный сегнетоэлектриче-ский материал, пригодный для изготовления позисторов. Положительный температурный коэффициент сопротивления можно получить также при использовании материалов системы ЗгТЮз с добавкой ниобия, системы РЬТЮз с добавкой лантана, системы PbNbOo с добавкой вольфрама и др. Для совершенствования позисторов необходимы исследования материалов с точки

Из соотношения (11-47) следует, что низкочастотные варикапы должны обладать высокими значениями Сбар и гпер. Это требование удовлетворяется при использовании материалов с широкой запрещенной зоной (мал обратный ток на единицу площади перехода). Емкость Сбар при U = 0 для этих приборов достигает десятых долей микрофарады.

Конструктивно-технологические методы заключаются в использовании материалов, элементов и узлов со стабильными параметрами, применении предварительного старения, выборе стабильных режимов использования деталей. Для уменьшения частотной зависимости применяют, например, частотно-независимые резисторы, для уменьшения температурной зависимости — манганиновые резисторы, имеющие малый температурный коэффициент сопротивления и т. п.

Соблюдение упомянутых выше основных требований должно сочетаться с возможностью удешевления производства и уменьшения себестоимости трансформатора. Следует, однако, заметить, что увеличение себестоимости трансформатора при использовании материалов лучшего качества, хотя и более дорогих, при усложнении некоторых технологических операций или введении в технологический процесс новых операций, существенно улучшающих параметры трансформатора или повышающих его надежность, в большинстве случаев оправдывается при экономической оценке трансформатора.

Из соотношения (11-47) следует, что низкочастотные варикапы должны обладать высокими значениями Сбар и гпер. Это требование удовлетворяется при использовании материалов с широкой запрещенной зоной (мал обратный ток на единицу площади перехода). Емкость Сбар при U = 0 для этих приборов достигает десятых долей микрофарады.

Определение допустимых механических напряжений только по общим указаниям без тщательного анализа всех условий работы и технологии изготовления при современном высоком использовании материалов является недостаточным.

Обеспечивается это условие высокой индукцией насыщения и малым значением остаточной индукции используемого материала ( 17.7, в). Для выполнения указанных требований используют специальные железоникелевые сплавы с Вг/В1пах - 0,2 и марганцово-цинковые ферриты, имеющие это отношение на уровне 0,2 — 0,3 и начальную относительную проницаемость не менее 5000. При использовании материалов с прямоугольной петлей гистерезиса большой эффект дает подмагничива-ние полем противоположной полярности ( 17.S). Так, подмагничивание отрицательным полем Н0 приводит к изменению индукции АД" при воздействии униполярного импульса, намного превосходящего изменение АВ' в отсутствие подмагни-чивающего поля.

Если температура микроминиатюрного полоскового волновода меняется в широких пределах, то При использовании материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и низкой точкой Кюри значительно изменяются электрические характеристики. Так, изменение резонансной частоты четвертьволнового полоскового резонатора

Упомянув о широком использовании нелинейных электрических и магнитных цепей для создания разнообразной аппаратуры, надо указать, что характеризующие их уравнения, составляемые на основе законов Кирхгофа для мгновенных значений напряжений и и токов ? или их аналогов для магнитных цепей, в общем случае будут нелинейными дифференциальными уравнениями. Для их решения приходится применять приближенные методы. В случае тепловой инерционности нелинейных элементов зависимость u(i) будет линейной, что упростит расчеты, но при этом надо учесть нелинейную связь действующих значений U(I).

В качестве активных нелинейных элементов диодных ключей используют полупроводниковые диоды. Коммутирующее действие таких ключей основано на использовании нелинейных свойств диодов.

трическим цепям. Естественно, наибольшей теоретической разработке поддаются задачи анализа и синтеза линейных электрических цепей, содержащих элементы, параметры которых не зависят от тока в них и от напряжения на их зажимах. Следующая, вторая, часть целиком посвящается этим вопросам. Возможности синтеза цепей существенно возрастают при использовании нелинейных элементов цепи с теми или иными характеристиками. Анализу нелинейных электрических цепей посвящается третья часть, в которой будут изучены свойства таких цепей и некоторые методы их расчета. На основе результатов, полученных при анализе различных нелинейных цепей, можно будет косвенно судить и о возможности использования тех или иных нелинейных элементов для синтеза электрических цепей.

Среди стабилизаторов распросгранение получили стабилизаторы электрического тока, напряжения и мощности. Они делятся на параметрические и компенсаци )н ше. Параметрические стабилизаторы основаны на использовании нелинейных элементов, включаемых в схему последовательно с линейными элементами таким образом, чтобы при широком диапазоне изменений входного параметра выходной параметр изменялся значительно меньше, чем входной параметр. В компенсационных стабилизаторах выходной параметр сравнивается с заданным, в результате чего вырабатывается разностный сигнал, оказывающий воздействие на исполнительный элемент стабилизатора до тех пор, пока этот разностный сигнал не приблнзитсч к нулю. На В. 17 дана схема стабилизатора напряжения, выполненного на транзисторах. Регулирующим элементом является транзистор Ti, чувствительным органом—транзистор Т2, источником опорного напряжения — кремниевый стабилитрон Сг, напряжение на котором мало изменяется в широком диапазоне изменения тока. Увеличение входного па-пряжения U\ приводит к росту тока базы ;',-„ уменьшению внутреннего сопротивления и увеличению коллекторного тока iK транзистора Т2. Это вызывает таксе перераспределение напряжений в схеме сопротивлений стабилизатора и такое изменение режимов работы транзисторов Т1 и 72, что напряжение на выходе U2 останется стабильным. При снижении входного напряжения U\ уменьшается ток базы /в. Возникают новые режимы работы транзисторов 7/ и Т'2, при которых их внутренние сопротивления изменятся так, что наступает перераспределение напряжений в схеме и с;а-билизация напряжения 11? на выходе.

При моделировании диода его реальная характеристика аппроксимируется. При использовании нелинейных моделей в.а.х. диода заменяют характеристикой р-га-перехода (пунктир на 3.1, б), т. е. математически модель диода отражается зависимостью (3.1) или (3.2). Иногда, для уточнения модели, диод представляют в виде последовательного включения р-га-перехода и сопротивления базы гб » » 30 Ом.

преобразовании частоты целесообразно воспользоваться нелинейными элементами, в которых потери энергии невелики. Таковыми могут быть, например, нелинейные индуктивные и емкостные элементы. В следующих трех параграфах рассмотрим примеры умножителей, основанных на использовании нелинейных характеристик катушек с ферромагнитными сердечниками. В последнем параграфе будет рассмотрена возможность применения с этой целью конденсаторов с нелинейной характеристикой.

Все изложенное в настоящей части показывает исключительно широкие возможности, которые открываются при использовании нелинейных элементов для создания электрических цепей, обладающих самыми различными, весьма важными для практики свойствами.

где у и х — соответственно выходная и входная величины. Примерами таких преобразователей могут быть термопары, платиновые и полупроводниковые термосопротивления и др. При использовании нелинейных преобразователей в комплекте с приборами, градуированными с учетом нелинейности характеристики преобразователей, нелинейность пх характеристики не вносит погрешности. В некоторых случаях, например в измерительных информационных системах (см. гл. 10), обработка сигналов измерительной информации, полученных от ряда преобразователей, производится каким-либо одним устройством. В этом случае характеристики преобразователей принимаются линейными, а отклонение действительных нелинейных характеристик от линейных является погрешностью линейности. Обычно линейную (градуировочную) характеристику выбирают так, чтобы положительная и отрицательная погрешности линейности были бы приблизительно одинаковыми.

В ряде случаев важным является определение самих высших гармоник. В таких случаях необходимо рассмотрение действительных несинусоидальных кривых тока и напряжения. Такая задача возникает, например, если мы хотим воспользоваться наличием высших гармоник в нелинейных цепях с целью умножения частоты. В § 21.3 было отмечено, что наличие любого нелинейного безынерционного элемента в электрической цепи приводит к тому, что токи и напряжения в цепи оказываются несинусоидальными даже при синусоидальном напряжении, приложенном ко входным зажимам цепи. Выделяя ту или иную гармонику на выходе цепи, получаем, по существу, умножение частоты. Для получения достаточно высокого коэффициента полезного действия при таком преобразовании частоты целесообразно воспользоваться нелинейными элементами, в которых потери энергии невелики. Таковыми могут быть, например, нелинейные индуктивные и емкостные элементы. В следующих трех параграфах рассмотрим примеры умножителей, основанных на использовании нелинейных характеристик катушек с ферромагнитными сердечниками. В § 21.21 будет рассмотрена возможность применения с этой целью конденсаторов с нелинейной характеристикой.

Все изложенное в настоящей части показывает исключительно широкие возможности, которые открываются при использовании нелинейных элементов для создания электрических цепей, обладающих самыми различными весьма важными для практики свойствами.

Как указывалось, синтез электрических цепей основывается на общих свойствах электрических цепей, которые могут быть исследованы путем анализа цепей. Поэтому синтезу должен предшествовать анализ. Это относится в равной степени к линейным и нелинейным электрическим цепям. Естественно, наибольшей теоретической разработке поддаются задачи анализа и синтеза линейных электрических цепей, содержащих элементы, параметры которых не зависят от тока в них и от напряжения на их зажимах. Следующая, вторая, часть целиком посвящается этим вопросам. Возможности синтеза цепей существенно возрастают при использовании нелинейных элементов цепи с теми или иными характеристиками. Анализу нелинейных электрических цепей посвящается третья часть, в которой будут изучены свойства таких цепей и некоторые методы их расчета. На основе результатов, полученных при анализе различных нелинейных цепей, можно будет косвенно судить и о возможности использования тех или иных нелинейных элементов для синтеза электрических цепей.