Параметра гиротропии

Выходные и входные параметры. К выходным параметрам относятся: номинальная выходная мощность Р2, определяемая при условии, что коэффициент гармоник не превышает максимально-допустимого значения; номинальное выходное напряжение [72, а также сопротивление нагрузки #2н (или Z2B) и выходное сопротивление #иых (или ZBbix) . Отношение R2B к #Вых применительно к усилителям звуковой частоты, работающим на акустическую систему, называют коэффициентом демпфирования &д.

Входной параметр ЭС — параметр, являющийся элементом множества внешних параметров ЭС и параметров компонентов. К входным параметрам относятся входное сопротивление, входная емкость и др.

Основные параметры диодов подразделяются на электрические и предельные эксплуатационные. К электрическим параметрам относятся:

К основным статистическим (рабочим) параметрам относятся напряжение питания и потребляемая мощность.

К динамическим параметрам относятся диапазон частот ( в основном для аналоговых ИС) и быстродействие (для цифровых ИС). Эти параметры главным образом зависят от вида активных элементов, а также величин рабочих и паразитных емкостей. Например, предельные рабочие частоты у биполярных транзисторов достигают 1000 МГц, в то время как у полевых — только 100 МГц. Эти же различия во многом определяют быстродействие ИС, оцениваемое по времени задержки прохождения сигнала от входа к выходу. Для логических схем на биполярных транзисторах, работающих в ключевом режиме,

Логические схемы характеризуются статическими и динамическими параметрами. К статическим параметрам относятся: напряжение источника питания ии п; входное U°BX , t/BX и выходное и°ВЪ1Х , ^вых напряжения логи-

К динамическим параметрам относятся: время перехода из состояния логического 0 в состояние логической 1 — t°>1 и время перехода из состояния логической 1 в состояние логического 0 — t 1 >0 ; время задержки распространения сигналов при включении i-jl? и отключения t® '* микросхемы; средняя; задержка 1 3 распространения сигнала и др.

К проходным параметрам относятся проходная емкость Спр и сопротивление изоляции RH3, представляющие собой емкость и сопротивление между входными и выходными выводами оптрона; время включения ^окл — отрезок времени с момента подачи импульса входного тока до момента достижения выходным током 90% своего установившегося значения; время выключения ^выкл — время с момента прекращения прямого тока и до момента, при котором выходной ток уменьшится до 50% от начального значения (для резисторных оптронов).

К предельным или максимально допустимым для данного типа транзистора параметрам относятся:

При пространственном характере современных радиотехнических систем существенным является обеспечение требуемой дальности действия (см. § 3.1). Максимальная дальность действия зависит от энергетических параметров системы. К таким параметрам относятся: мощность передающего устройства, коэффициент усиления антенн, уровень шумов приемника и внешних помех, вид сигнала и способ его модуляции или кодирования, затухание сигнала при распространении, метод обработки сигнала при приеме. В свою очередь энергетические параметры системы определяются требуемой степенью достоверности получаемой информации в условиях внешних и внутренних помех.

Под гармоническими понимаются параметры отдельных гармонических составляющих: их амплитуды, частоты и фазы. К групповым параметрам относятся амплитудные и фазовые спектры, соотношения амплитуд и фаз отдельных составляющих, групповое время запаздывания, форма сигнала и ее изменение в результате прохождения через различные среды или системы.

На 1.8 представлена экспериментальная диаграмма мод [9] в виде зависимостей резонансных частот нескольких низших типов колебаний от внешнего поля подмагничивания Не. На этом же рисунке нанесена линия, соответствующая частоте поперечного ферромагнитного резонанса (см. Приложение 1), отделяющая область дорезонансных (слева от этой линии) и зарезонансных (справа от нее) значений поля подмагничивания. Расщепление резонансных частот колебаний с «=±1 и «=±2 имеет место как в дорезонансной, так и в зарезонансной области, причем направления циркуляции устройств, использующих типы колебаний с одним и тем же номером «, в этих областях различны (направления циркуляции на 1.8 показаны стрелками). Физически это объясняется разными знаками параметра гиротропии k/ц в этих областях (см. П.14,а).

Решения уравнений циркуляции в диапазоне значений 0< '< (&/[г) < 1, 0«< (&к??) <4 при разных углах связи представлены на 3.1. Как видно из 3,1, а, первому уравнению .циркуляции в исследуемой области значений Q<^kLfK\4 удовлетворяют два семейства кривых I и II, лежащие в области' резонанса колебаний с номерами п=±\ и п=±2 соответственно. Это свидетельствует о гфинцитшальноГГ возможности построения циркулятора с существенно •'разными размерами резонансной области при одном и том же значения параметра гиротропии k/ц.

друг от. друга, а_ при малых тнг.чеипях параметра гиротропии й/ц,

Вид кривых Ф1[2 довольно сильно зависит от угла связи, причем эта зависимость тем сильнее, чем больше параметр гиротропии k/\i. При ij:»0,5 в значительной области значений параметра гиротропии &/[г<0,5 величина kLR = 4>i примерно постоянна и равна 1,84. При больших углах связи значения CDj уменьшаются, при меньших — растут. Учитывая зависимости &х/? от &/х, соответствующие собственным резонансам однородных ферритовых дисков (штриховая линия на 3.1, а), можно придти к выводу, .что причиной этого является более эффективное возбуждение з резонаторе высших типов колебаний (с номерами л>1) при 1>-<0,5 и соответственно увеличение их влияния на решения уравнения (З.За). При ij)>0,5 влияние высших типов колебаний умень-

Таким образом, при работе в дорезонансном режиме в той области полей подмагничивания, где выполняется равенство (П.1.16), при определенных углах связи (гр~0,5) возможен широкополосный режим циркуляции без каких-либо внешних согласующих цепей; этот режим часто называют режимом естественной широкополосности. Оценим ширину рабочей полосы частот, в пределах которой реализуется этот режим. Как видно из 3.2, правые части выражений (3.7) примерно постоянны при изменении параметра гиротропии А/р от &/(г = р = 0,5(/в=2/м) до &/[i = =р=\ (^н=/м)*. Отсюда следует возможность получения циркуляции в примерно октавной полосе частот (/в~2/н). На низкочастотном краю диапазона при /н=/м, Л/ц» 1 и, следовательно, jxx =0, Лх/? = 0. На высокочастотном краю диапазона (/в=2/м) &/[х = 0,5. Из графика, соответствующего гр=0,5 на 3.1,а, видно, что при &/[х=0,5 отношение ^.#—1,8. Пользуясь этими данными, находим, что на средней частоте диапазона /Ср=1,5/м &/[г = 0,667, а

Наибольший практический интерес представляют два варианта расчета: по заданной высоте h и по максимальной полосе рабочих частот (по определенному значению параметра гиротропии или подмагничивающего поля). Первый случай наиболее часто встречается на практике. Однако, как правило, характеристики приборов, реализованных на основе такого расчета, являются неоптимальными с точки зрения полосы рабочих частот. Второй случай позволяет рассчитать приборы с оптимальными характеристиками по полосе рабочих частот [4], однако при этом значение высоты h получается сравнительно большим.

Двухмодовое приближение достаточно точно при расчете цир-куляторов, работающих^при значениях параметра гнротропии &/i^O,3. Именно такие максимальные значения характерны для дорезонансных цкркуляторов.' В дерсзонансном режиме имеется возможность работы при значительно больших значениях kj\\. Поэтому дгухмодовое приближение для таких устройств имеет достаточно ограниченное применение и в общем случае следует решать уравнения циркуляции и анализировать диапазонные характеристики устройств на ЭВМ с учетом достаточно большого количества типов колебаний. Исключение представляют циркуляторы, реализующие режим естественной широкополосное™, для которых благодаря рполне определенным значениям угла связи, параметра гиротропии, относительного радиуса резонатора k LR возможен расчет по приближенным соотношениям.

куляторов, работающих при значении параметра гиротропии k/\i ? 0,3 ... 0,35, т. е., как правило, в зарезонансной области полей подмагничивания. При создании широкополосных циркуляторов, предназначенных для работы до резонанса, целесообразно использовать области полей подмагничивания, где k/\i принимает большие значения. При этом двухмодовое приближение становится более грубым и точность расчетов по формулам, полученным на его основе, уменьшается. Это ведет к необходимости принимать во внимание большее число типов колебаний, возбуждаемых в фер-ритовом резонаторе. В этом случае простые аналитические расчетные соотношения получить не удается и нужно использовать машинные методы расчета.

По мнению авторов, при значении параметра гиротропии fe/H>0,3 расчет следует производить с учетом большего числа (до л = 15 ... 20) колебаний. Результаты, полученные в одномо-довом приближении, можно использовать при этом в качестве начального приближения. Расчет с учетом большего числа колебаний позволяет оценить правомерность пренебрежения типами колебаний с п = 3т и применения соотношения (3.11).

Расчет циркуляторов на ЭВМ. В уравнения (3.1) входят бесконечные ряды, причем их общий член представляет собой достаточное сложное выражение. При численном решении уравнений циркуляции необходимо ограничиться определенным числом членов ряда, чтобы обеспечить необходимую для практики точность вычислений при разумных затратах машинного времени. Ввиду большого числа параметров, входящих в уравнения циркуляции, и довольно громоздкого выражения общего члена аналитическими методами исследовать быстроту сходимости решений не удается. Поэтому уравнения циркуляции решались (например, в [25]) несколько раз с постепенным увеличением числа учитываемых членов рядов. Анализ показывает [25], что сходимость рядов и соответственно решений ухудшается с ростом параметра гиротропии kj\i и при уменьшении угла связи резонатора с подводящими линиями. При значениях ^/ц^0,4 и 0<г5^0,5 достаточно учитывать члены рядов с номерами л^8... 10, при больших значениях параметра гиротропии члены с я ^15... 20.

для систем (3.24) и (3.25) соответственно. Уравнения (3.26а) и (3.27а), в дальнейшем называемые первыми уравнениями циркуляции, совпадают. Физически это объясняется тем, что являющиеся их решениями зависимости k±R от параметра гиротропии k/ц (при заданных углах связи ty) обеспечивают равенство нулю напряженности электрического поля Ег в «развязанных плечах», а это необходимое условие циркуляции определяется только структурой полей в резонаторе и не зависит от того, какие внешние элементы подключены на клеммных плоскостях сочленения.