9.3. Расчёты первичных параметров четырёхполюсников по эквивалентным схемам

Далее рассмотрены некоторые примеры определения и применения в расчётах первичных параметров.

Пример 1. Для эквивалентной схемы, (рис. 9.2), где - произвольные сопротивления, в общем виде определить -параметры и -параметры.

Рис. 9.2

Решение. Согласно системе уравнений (9.1) и формулам определения -параметров:

, ,

, .

Для системы -параметров – направленность токов – вправо. Согласно системе (9.5) и формулам определения -параметров:

, ,

, .

Пример 2. Используя систему уравнений (9.1) составить эквивалентную схему общего вида в -параметрах.

Решение. Так как любому уравнению, связывающему токи и напряжения, можно привести в соответствие схему электрическую эквивалентную, то соответствующая схема для -параметров (рис. 9.3) согласно уравнениям:

Рис. 9.3

Схема с -параметрами, приведённая на рис. 9.3, широко применяется для замены при анализе биполярных транзисторов , работающих в линейном режиме.

Для схемы включения ''общий эмиттер'' модули -параметров для различных транзисторов приводятся в справочниках по транзисторам. В соответствии со справочными данными для схемы включения ''общий эмиттер'' -параметры транзисторов разного типа находятся обычно в пределах:

Ом;

;

кОм;

.

Для других схем включения (''общая база'', ''общий коллектор'') -параметры можно рассчитать, используя параметры схемы ''общий эмиттер'', или определить их экспериментально на ''малом гармоническом сигнале''.

4. Соединение простых четырёхполюсников в сложные. Обратные связи в активных четырёхполюсниках

Четырёхполюсники, содержащие несколько элементов, можно рассматривать как соединения более простых четырёхполюсников. Существуют следующие варианты соединений простых четырёхполюсников в более сложные:

• последовательно-последовательное соединение – входные цепи четырёхполюсников соединены последовательно, выходные цепи так же соединены последовательно;

• последовательно-параллельное соединение – входные цепи соединены последовательно, а выходные – параллельно;

• параллельно-параллельное соединение – входные цепи соединены параллельно, выходные цепи соединены так же параллельно;

• параллельно-последовательное соединение – входные цепи соединены параллельно, выходные – последовательно;

• каскадное соединение – к выходным клеммам одного четырёхполюсника подключены входные клеммы другого.

Такой подход позволяет определять параметры сложного четырёхполюсника по известным параметрам более простых, используя сложение или перемножение матриц параметров. Кроме того, такой подход нашёл широкое применение при анализе активных цепей с обратными связями для режима малых сигналов. В теории обратных связей четырёхполюсник с активным элементом считается основным, а ''пассивный'' четырёхполюсник считается четырёхполюсником обратной связи. Если сигнал с выхода на вход подаётся в фазе, то обратная связь называется положительной и применяется, например, в автогенераторах. При отрицательной обратной связи (ООС) сигнал с выхода на вход подаётся в противофазе. Этот вид связи широко применяется в большинстве активных радиоустройств для стабилизации режима, улучшения параметров.

Терминологию в теории обратных связей несколько изменили; например, для ООС:

• последовательная ООС по току – входные цепи основного и дополнительного четырёхполюсников соединены последовательно, на выходе – нагрузка и элементы обратной связи соединены последовательно;

• последовательная ООС по напряжению – входные цепи четырёхполюсников соединены последовательно, на выходе – нагрузка и элементы обратной связи соединены параллельно;

• параллельные ООС по току и напряжению – входные цепи четырёхполюсников соединены параллельно, соединение выходных цепей – как в предыдущих случаях.

Использование теории ООС (теории линейных четырёхполюсников) при большом коэффициенте передачи устройства без обратной связи позволяет быстро производить приближенные расчёты, так как для этого случая

, (9.7)

где - коэффициент передачи цепи с ООС,

- коэффициент передачи цепи ООС.

Пример 3. Для схемы на операционном интегральном усилителе (рис. 9.4) с последовательной ООС по току определить в общем виде.

Рис. 9.4

РЕШЕНИЕ.

, .