МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

Просмотров

Free Web Counters

Конспект лекций

СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

СОДЕРЖАНИЕ

БАЗОВЫЙ НАБОР ЭЛЕМЕНТОВ МОДЕЛЕЙ

Существует ряд моделей, на основе которых может быть построена любая электрическая модель прибора. Эти модели получили название базового набора элементов моделей.

 

Идеальные активные элементы - идеальные источники напряжения или тока - вводятся для характеристики реальных источников электрической энергии, в которых неэлектрические виды энергии (химическая, механическая) преобразуются в электрическую. В зависимости от вида ВАХ и возможности управления выходными параметрами различают зависимые и независимые источники напряжения и тока.

Выходная характеристика источника U(i), его эквивалентная схема замещения

Рис. 1. Выходная характеристика источника U(i), его эквивалентная схема замещения.

Независимый идеальный источник напряжения представляет собой двухполюсный элемент, напряжение на котором, возможно, изменяется во времени по некоторому закону e(t), не зависящему от величины тока, проходящего через источник. Выходная характеристика источника U(i), его эквивалентная схема замещения (Рис. 1.).

В режиме короткого замыкания величина тока источника стремится к бесконечности, источник отдает бесконечно большую мощность в нагрузку.

Независимый идеальный источник тока представляет собой двухполюсный элемент, выходной ток которого изменяется, возможно, по некоторому закону во времени независимо от напряжения на элементе.

Эквивалентная схема и вольтамперной характеристики независимого идеального источника тока

Рис.2. Эквивалентная схема и ВАХ источника

Источник отдает в нагрузку бесконечно большую мощность при холостом ходе. Эквивалентная схема и ВАХ источника изображены на Рис. 2.

 

Зависимые идеальные источники напряжения или тока представляют собой трехполюсные или четырехполюсные элементы (необратимые), которые ставят в зависимость от входного сигнала (напряжения или тока) выходной ток или напряжение.

Изображение зависимых источников напряжения или тока

Рис.3. Зависимые источники напряжения или тока

Если управление зависимыми источниками осуществляется током, то его вход представляет собой короткое замыкание, если напряжением — холостой ход. Изображение зависимых источников напряжения или тока приведено на Рис. 3.

Для синтеза адекватных реальному объекту моделей большинства радиотехнических устройств базовый набор должен содержать, по крайней мере, пять типов сосредоточенных схемных элементов, перечисленных в таблице 1.

В таблице приведены и компонентные уравнения для каждого из элементов базового набора.

Таблица 1

Схемные элементы радиотехнических устройств и их компонентные уравнения

4. Источники

напряжения:

     

независимый

u = E(s)

 U = E(t) u(ω) = E(ω)

управляемый

u = E[iab(s)]

u(t) = E[iab(t)]

u(ω) = E[iab(ω)]

       

Компонентные уравнения могут связывать мгновенные значения напряжений и токов, действующих на базовом элементе, либо их комплексные амплитуды. В первом случае говорят о моделировании во временной области, во втором — в частотной. Чем больший набор базовых компонентов позволяет использовать система автоматизированного проектирования, тем более многофункциональной она является.