Управляемых нелинейных

Часто необходимо проследить за изменением сразу трех сигналов (например при исследовании трехфазных цепей). В то лее время в программе Electronics Workbench имеется только двухлучевой осциллограф. Для расширения его возможностей можно использовать коммутатор, как это делается в реальных осциллографах. Для этого можно использовать управляемые ключи, имеющиеся среди компонентов Electronics Workbench. Внутренняя структура блока commut представлена на схеме 8. Схема содержит два ключа, управляемых напряжением, один из которых нормально замкнут (если напряжение ниже 0.1 В), другой -нормально разомкнут. Ключи, управляемые с частотой 1 кГц от источника тактовой частоты, включаются попеременно, переключая вход осциллографа с одного входного потенциала на другой. На схеме 9 приведены схема для измерения фазных напряжений в трехфазной сети с использованием коммутатора commut и соответствующие осциллограммы.

Если каждый из подграфов резистивных ветвей, входящих в дерево или подграф связей, содержит управляемые напряжением источники тока, то они могут быть учтены в матрицах Од и R0. Например, если в i-й резистивной ветви, входящей в дерево, имеется источник тока Ji=gi/ui, управляемый напряжением /-и резистивной ветви дерева и/, то соответствующий элемент gn матрицы Од равен ?ц. (Заметим, что gij = 0, если в ветви i отсутствует управляемый напряжением и\ источник тока.) Точно так же если в подграфе связей содержится управляемый напряжением связи us источник тока Jq—gsqUs, то его можно учесть добавлением в подматрицу GO элемента gsq. Путем взаимных эквивалентных преобразований источников тока и ЭДС можно учесть все виды зависимых источников. При наличии источников тока, управляемых напряжением ветвей дерева, выражение (В.11) имеет вид

Метод, используемый для решения уравнений электротермической цепи, иллюстрирует 1.17, где е — вектор независимых напряжений в электрической части ИМС, Т — вектор независимых напряжений (температур) в тепловой модели, Ye — проводимости электрической части ИМС, Ут. „—проводимости тепловой модели. Связь между двумя подсистемами уравнений осуществляется с помощью зависимых источников тока, управляемых напряжением (температурой), которые характеризуют влияние температуры на рабочие характеристики ИМС, а также с помощью источников мощности, характеризующих зависимость мощности рассеяния от узловых напряжений. В процессе решения системы уравнений обычно используется метод Ньютона — Рафсона, причем в дополнение к обычным операциям в итерационном процессе изменение температуры и мощности рассеяния ограничивается.

В LC-генераторах, управляемых напряжением и током, так же как в генераторах датчиков, описанных в предыдущем параграфе, одновременное получение высокой линейности и большого отклоне-

Практически осуществить гиратор можно, например, по схеме 4.8, в, в которой использованы два управляемых напряжением источника тока: GU2 и GU, или по схеме 4.8, г с двумя управляемыми источниками напряжения. Воспользовавшись табл. 4.1, можно перейти от У-параметров гиратора к его Z- и Л-параметрам:

Отличие транзистора от пентода, с этой точки зрения, заключается в иной характеристике входной цепи. В пентоде входное сопротивление jRBX = dUcl/d!cl при отрицательном напряжении на управляющей сетке, когда отсутствует сеточный ток (7С1 = 0), бесконечно велико. В транзисторе ввиду сильной зависимости входного (эмиттерного) тока от входного напряжения UQE при прямом включении эмиттерного перехода входное сопротивление Двх = dUaE/dlg весьма мало. Следовательно, в пентоде выходной — анодный ток зависит от входного напряжения, приложенного между управляющей сеткой и катодом. В транзисторе входное напряжение С/эв управляет входным током /э, от которого зависит выходной ток /к. Поэтому транзистор иногда называют прибором, управляемым током, в отличие от электронных ламп — приборов, управляемых напряжением.

Для полевых транзисторов также используются схемы замещения уравнений активного линейного четырехполюсника. Как отмечалось в § 13-4, для полевых транзисторов — приборов, управляемых напряжением, используется система г/-парамет-ров, определяемых выражениями (13-14)—(13-17). Схема замещения для транзистора, включенного но схеме ОН, показана на 16-13.

'(МДП) составляют основу полевых МДП-транзисторов (гл. 5) фотоэлектрических приборов, конденсаторов, управляемых напряжением, а также широко используются в интегральных схемах и при изучении свойств поверхности полупроводника, в частности для определения основных электрофизических параметров, рассмотренных в гл. 1: поверхностного заряда, скорости поверхностной рекомбинации, концентрации примесей, времени жизни и др.

В связи с указанным различием входных сопротивлений иногда говорят, что полевой транзистор — это прибор, управляемый напряжением (электрическим полем), а биполярный— прибор, управляемый током. В приборах, управляемых напряжением, напряжение на входном электроде прибора из-за высокого г~ одного сопротивления .RDX практически не зависит от параме'гоов самого прибора и определяется ЭДС генератора входного сигнала, если RB^^RKn, где /?Ген — внутреннее сопротивление генератора. В приборах, управляемых током, входной ток из-за малого входного сопротивления прибора слабо зависит от параметров прибора и определяется током генератора входного сигнала (При ЯвхСЯген)-

вижным, в направлении стрелки последовательно изменять нумерацию его зажимов. Гиратор является невзаимным (необратимым) четырехполюсником, так как для него У12 Ф У21. Практически осуществить гиратор можно, например, по схеме 4.8, б, в которой использованы два управляемых напряжением источника тока: Gd7a и Ойг.

Во втором случае, при использовании У-матрицы, требуются два зависимых источника тока (YEt и —УЕ2), управляемых соответственно напряжениями Ех и Е2. Возможны также схемы, основанные на использовании зависимых источников напряжения, управляемых напряжением, или источников тока, управляемых током.

В заключение на двух конкретных примерах рассмотрим использование принципа линеаризации характеристик управляемых нелинейных четырехполюсников для построения моделей широко распространенных электронных радиотехнических устройств.

билизатора тока — на 13.1, о. ВАХ управляемых нелинейных элементов рассмотрены в гл. 15.

§ 15.2. Общая характеристика нелинейных резисторов. Широкое распространение в качестве управляемых нелинейных резистив-ных элементов получили трех (и более) электродные лампы, транзисторы и тиристоры. Свойства, принцип работы, характеристики и применение их рассмотрены в § 15.27 — 15.43.

где ад определяется ординатой точки Ъ, расположенной ниже точки а( 15.13, б). Первое и третье из этих свойств широко используют в теории управляемых нелинейных элементов, второе свойство — в теории умножителей частоты.

§ 15.23. Получение аналитическим путем обобщенных характеристик управляемых нелинейных элементов по первым гармоникам. Как отмечалось, нелинейные индуктивные катушки и конденсаторы, а также большая группа нелинейных резисторов имеют характеристики для мгновенных значений, которые могут быть приближенно описаны формулой у = ashfix. Для каждого нелинейного элемента подл и у следует понимать свои величины (см. § 15.13).

управляемых нелинейных элементов по первым гармоникам ........ 469

В § 5-3 было показано, что при одновременном воздействии на нелинейный элемент разными частотами еще больше обогащается спектр частот, вырабатываемый нелинейным элементом, а реакция (отклик) элемента на воздействие данной частоты зависит и от воздействия другой частоты. На этих явлениях основан принцип действия различного рода умножителей и делителей частоты, управляемых нелинейных элементов — главных узлов разнообразных электрических усилителей и преобразователей сигналов.

управляемых нелинейных элементов (УНЭ) и прежде всего электронных ламп и транзисторе]!. В дальнейшем эти уравнения применяются для анализа и более сложных схем.

В качестве управляемых нелинейных сопротивлений широко применяют транзисторы, тиристоры и трехэлектродные электронные лампы. Их характеристики и применение рассмотрены в гл. 15.

§ 15.2. Общая характеристика нелинейных активных сопротивлений. Широкое распространение в качестве управляемых нелинейных активных сопротивлений получили трех-(и более) электродные лампы, транзисторы и тиристоры. Свойства, принцип работы, характеристики и применение их рассмотрены в § 15.27—15.43.

Первое и третье из этих свойств широко используют в теории управляемых нелинейных сопротивлений, второе свойство—в теории умножителей частоты.