Нелинейные зависимостизитных элементов схемы и т. д. Однако интегральная электроника, где используют новейшие достижения технологии, позволяет существенно улучшить качество и надежность электронных усилителей путем обеспечения при их проектировании большого запаса параметров, так называемой функциональной избыточности. Такие усилители приобретают характер многоцелевых устройств, так как, изменяя коммутацию внешних выводов, а также способы подключения источника сигналов и нагрузки, можно получить усилители с различными характеристиками. Поскольку эти усилители не являются идеально линейными, на их основе могут быть построены различного рода автогенераторные устройства, преобразователи частоты, детекторы и другие нелинейные устройства. В связи с этим интегральные усилители часто называют аналоговыми схемами.
В книге рассматриваются процессы, протекающие в типовых узлах импульсных и цифровых устройств, выводятся основные расчетные соотношения; последовательно описываются линейные импульсные цепи, нелинейные устройства, импульсные генераторы, узлы цифровой техники, значительное место отведено разбору принципа работы импульсных и цифровых узлов в интегральном исполнении, импульсных генераторов на основе операционных, усилителей, импульсных устройств на полевых транзисторах и приборах с отрицательным сопротивлением.
В некоторых материалах ориентация молекул под действием поля сопровождается структурными изменениями, что приводит к изменению размеров образца. Эти явления носят обратимый и необратимый характер и позволяют создавать линейные и нелинейные устройства. Подобные процессы называются пьезоэлектрическим эффектом, а материалы, в которых наблюдается явление пьезоэффекта, — пьезоэлектриками. К таким материалам относится турмалин, кварц, сегнетова соль, цинковая обманка и др. На пьезоэлектрическом эффекте основана работа некоторых радиотехнических функциональных приборов — кварцевых генераторов и кварцевых фильтров. К функциональным приборам относятся также ультразвуковые линии задержки, работающие на объемных акустических волнах. Эти устройства позволяют задерживать сигналы на время от долей микросекунды до десятков миллисекунд. Широко используются твердотельные линии задержки из плавленого кварца, стекла и металлов.
При передаче информации по каналам связи, в процессе преобразования сигналов в различных устройствах, как правило, используют несинусоидалы:ые колебания, поскольку чисто гармонические колебания не могут являться носителем информации. Для передачи сообщений осуществляют модуляцию гармонического колебания по амплитуде (AM), частоте (ЧМ) или фазе (ФМ) (гл. 12) либо используют импульсные сигналы, модулируемые по амплитуде (АИМ), ширине (ШИМ), временному положению (ВИМ) (гл. 12). Существуют и другие, более сложные сигналы, формируемые по специальным законам. Отличительной 1ертой указанных сигналов является сложный негармонический характер. Несинусоидальный вид имеют токи и напряжения, ([юрмируемые в различных импульсных и цифровых устройствах (гл. 19, 20), несинусоидальный характер приобретают гармонические сигналы, проходящие через различные нелинейные устройства (гл. 12) и т. д. Все это приводит к необходимости разработки специальных методов анализа и синтеза электрических цепей, находящихся под воздействием периодических несинусоидальных и непериодических токов и напряжений. В основе этих методов лежат спектральные представления ^синусоидальных воздействий, базирующиеся на разложении в ряд или интеграл Фурье.
Использование рассмотренной макромодели позволяет простым образом синтезировать усилители, узлы, выполняющие разнообразные математические операции, импульсные и нелинейные устройства. Широко применяемые электронные узлы на основе ОУ рассматриваются в § 18.2 — 18.5 и 19.6.
Глава 19. ИМПУЛЬСНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ УСТРОЙСТВА
19.6. ИМПУЛЬСНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
Глава 19. ИМПУЛЬСНЫЕ и НЕЛИНЕЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ......................... 448
19.6. Импульсные и нелинейные устройства на операционных усилителях 463
Строго говоря, цифровые фильтры представляют собой нелинейные устройства, к которым не применимы методы анализа и синтеза линейных систем. Однако число разрядов в кодовых словах, циркулирующих в этих фильтрах, как правило, достаточно велико, чтобы сигналы считать приблизительно дискретными, а фильтры — линейными дискретными. Это позволяет использовать известные методы анализа и синтеза подобных устройств. Вводимые ниже характеристики (передаточная функция и др.) относятся к линейным дискретным фильтрам, точнэ реализующим алгоритм (5.38), а эффекты квантования величин х (kT), у (kT), at, bi и их произведений будут учтены путем анализа прохождения шумов квантования через линейный дискретный фильтр.
4.32. Нелинейные устройства на ОУ:
Характеристики этих н. э., получаемые экспериментально, задаются графиками (или таблицами) или приближенными аналитическими выражениями. Они представляют соответственно нелинейные зависимости тока от напряжения (вольт-амперная характеристика нелинейного сопротивления), потокосцепления или магнитного потока от тока (магнитная характеристика нелинейной индуктивности), заряда от напряжения (электрическая характеристика нелинейной емкости).
Графоаналитические методы расчета свободны от погрешностей, связанных с аппроксимацией характеристик и, кроме того, позволяют учесть гистерезис и другие нелинейные зависимости.
В решающий блок входят четыре диодных элемента, с помощью которых при совместном включении с УПТ можно воспроизводить типовые нелинейные зависимости. Машина имеет 24 постоянных коэффициента и четыре ячейки, в которые можно включать комбинированные нелинейные блоки. Каждый блок состоит из двух функциональных схем: одна воспроизводит нелинейную функцию, другая перемножает (делит) величины. Вместо комби-
Так как процессы в электрических аппаратах часто описываются нелинейными дифференциальными уравнениями, то возникает необходимость воспроизведения различных нелинейных зависимостей. Эти операции при расчете на АВМ выполняются с помощью диодных функциональных преобразователей (нелинейных блоков). Нелинейные блоки строятся, как правило, на принципе кусочно-линейной аппроксимации нелинейной зависимости. При этом аргумент и функция разбиваются на ряд участков, в пределах каждого из которых зависимость принимается линейной. Используемые при расчете аппаратов нелинейные зависимости (кривые намагничивания ферромагнитных материалов, зависимости от рабочего зазора индуктивности, магнитной проводимости и др.) гладки, не имеют разрывов и часто имеют линейные участки. Указанные кривые целесообразно разбивать, концентрируя большую часть интервалов на нелинейных участках.
Здесь потокосцепления Yd, ??, 4f/, Ч'у^, ?y? определяются выражениями (9.19), причем индуктивные сопротивления, входящие в (9.19), рассчитаны для базисной частоты. Система уравнений (9.45) нелинейна, так как в ней имеются произведения переменных и нелинейные зависимости sin0 и cos©
Заметим, что, заменив все нелинейные зависимости в (В.З), (В.7), (В.2) соответствующими динамическими параметрами относительно малых сигналов, можно получить систему линейных дифференциальных уравнений.
Макромодель данной схемы показана на 6.28. Источники входных токов JD, Jc, JY и JT, как и в предыдущей модели, отображают большие входные сопротивления и могут быть описаны уравнениями диода или другими приближенными соотношениями, устанавливающими нелинейные зависимости входных токов от входных напряжений.
Характеристики этих н. э., получаемые экспериментально, задаются графиками (или таблицами) или приближенными аналитическими выражениями. Они представляют соответственно нелинейные зависимости тока от напряжения (вольт-амперная характеристика нелинейного сопротивления), потокосцепления или магнитного потока от тока (магнитная характеристика нелинейной индуктивности), заряда от напряжения (электрическая характеристика нелинейной емкости).
Графоаналитические методы расчета свободны от погрешностей, связанных с аппроксимацией характеристик и, кроме того, позволяют учесть гистерезис и другие нелинейные зависимости.
При рассмотрении уравнений многообмоточных машин в § 3.12 было отмечено, что механические характеристики многообмоточных машин с любым числом обмоток располагаются в зоне идеальной характеристики с малым активным сопротивлением и механической характеристикой массивного ротора. Изменяя форму пазов, нелинейные зависимости параметров обмотки ротора и число обмоток, можно получить любую механическую характеристику, находящуюся в зоне между характеристиками Мп и Ми (см. 3.52).
6-115. Катушка с магннтопроводом (дроссель) в зоне от /=Р до /=/2 ( 6.115) имеет нелинейные зависимости В(1), а также /,(/) и х(1), хотя в зоне от /=0 до /=Л указанные зависимости линейные. Что необходимо сделать, чтобы при неизменном значении w катушки ее индуктивность и индуктивное сопротивление в зоне от /=0 до /=/г были линейными и имели те же значения, что и без воздушного зазора? Указать правильный ответ.
Похожие определения: Нагрузкой двигателя Недоотпуска электроэнергии Недопустимого ухудшения Недостатки связанные Недостаточное количество Недостающие уравнения Нефтехимической промышленности
|