БИЛЕТ 1.

1. Сигнал, электрические сигналы.

Сигнал — физический процесс, несущий информацию.

По природе физического процесса делятся на электромагнитные, в частности электрические (телефония, радио, телевидение, мобильная связь, ЛВС, Интернет), световые (оптоволоконный кабель), звуковые (общение людей), пневматические и гидравлические (определенные отрасли автоматики)и др.

Сигнал имеет Информативный (несущий информацию) и неинформативный (не несущий информацию) параметр.

Постоянный ток является постоянно действующим электрическим сигналом.

21. Представление электронной системы в виде четырехполюсника.

Четырёхполюсник — многополюсник, имеющий четыре точки подключения. Как правило, две точки являются входом, две другие — выходом.

При анализе электрических цепей очень часто бывает удобным выделить фрагмент цепи, имеющий две пары зажимов. Поскольку электрические (электронные) цепи очень часто связаны с передачей энергии или обработкой и преобразованием информации, одну пару зажимов обычно называют «входными», а вторую — «выходными». На входные зажимы подаётся исходный сигнал, с выходных снимается преобразованный.

Такими четырёхполюсниками являются, например, трансформаторы, усилители, фильтры, стабилизаторы напряжения, телефонные линии, линии электропередачи и т. д.

41. Применение конденсаторов (разделители постоянной и переменной составляющих, фильтрация питания, RC интегр, и дифф.цепи и фильтры, фазосдвигающие цепи; примеры схем: мост Винна).

К числу главных изъянов аккумуляторов относится длительное время зарядки, ограниченный срок службы (при большом везении – 300-350 циклов зарядки/разрядки) и проблемы с утилизацией старых элементов. Куда привлекательнее на фоне привычных батарей выглядят конденсаторы, которым заряд сообщается практически моментально, которые можно эксплуатировать в несколько раз дольше аккумуляторов и разобрать которые на составные части без ущерба для окружающей среды заметно легче. Мешает задействовать эти накопители в качестве батарей их низкая энергоемкость. Она (в среднем) раз в 25 ниже, чем у аккумулятора того же объема, и зависит от площади заряженных поверхностей.

Конденсатор может применяться (по существу):

1. Для накопления заряда и последующей его отдачей на разрядное устройство (напр., в фотоосветительных лампах-вспышках). Замкнули цепь - птичка вылетела. Здесь нужен С большой емкости, электолитического, танталового или похожего типа, почти-что аккумулятор.

2. Для накопления заряда как метрического эквивалента входного сигнала (в фильтрах на переключаемых С). Конденсатор заряжается через nКМОП-ключи с изолированными затворами (с малыми токами утечки). Потенциальный сигнал (напряжение) снимается с него через операционный усилитель с полевыми транзсторами на входах (тоже с малыми токами - так наз. ОУ с зарядовой связью, или электрометрический ОУ). Независимо от величины емкости С должен быть с малыми токами утечки, т.е. керамический.

3. Для гальванической развязки между усилительными каскадами. Здесь С должны быть широкополосными (по частотам пропускания), желательно компактными - как правило, это тоже керамика. Если схема высоковольтная, пробивное напряжение С должно быть достаточным, чтобы выдержать 3-кратную величину постоянной составляющей сигнала на выходе каскадов.

4. Для подавления помех или выделения постоянной составляющей тока (напряжения) путем отвода переменной (помеховой) части тока на шину земли. Такие схемы - блоки питания (БП) и помехоподавляющие фильтры (ПФ). Здесь С должен сочетать в себе противоположные свойства: низкую паразитную индуктивность и высокую способность к погложению энергии импульсного тока. На выходе БП часто ставятся сборки: батарея электролитических или танталовых С высокой емкости (1...5 тыс. мкФ), а на выводы каждому вешается планарный керамический С, чтобы снизить индуктивность пленочных обкладок. То же самое - для ПФ с большой проходящей мощностью. Для маленьких ПФ, защищающих одну микросхему с током потребления 1...20 мА, дстаточно керамического С емкостью 0,1...1,0 мкФ.

5. В схемах генерирования и управления частотой переменного сигнала: избирательных каскадах приемников, в гетеродинах, таймерах етс. Для устройств с точными значениями частоты требуются С с низким ТКЕ (тепловым коэффициентом емкости). как правило - керамические. Предельная точность емкостей С в коммерческой РЭА - 5%, в военной - 0,3%. Поэтому, точность генерации частоты (напр., в гетеродинах РЭС спецсвязи, РЛС, сотовых телефонах, часах) обеспечивают подбором не С, а более стабильных и точных частотно-избирательных устройств - кварцевых резонаторов. Переменные С (с подвижными обкладками) используются для ручной грубой регулировки частоты, напр., в гетеродинах вещательных приемников.

Не буду называть типы С - их слишко много. Скажу только, что наиболее распространенные керамические С - К10-17 (в т.ч. планарные), электролитические - К50-33.

Фильтрация в источниках питания.

Обычно, говоря о фильтрации в источниках питания, имеют в виду накопление энергии. Практически при фильтрации происходит шунтирование сигналов. В электронных схемах обычно используют напряжение постоянного тока, которое получают путем выпрямления напряжения переменного тока сети (процесс выпрямления мы рассмотрим дальше в этой главе). Часть составляющих входного напряжения, которое имело частоту 60 (50) Гц, остается и в выпрямленном напряжении, от них можно избавиться, если предусмотреть шунтирование с помощью больших конденсаторов. Шунтирующие конденсаторы – это как раз те круглые блестящие элементы, которые можно увидеть внутри большинства электронных приборов.

Эта конструкция представляет собой мост Вина-Робинсона, хотя наиболее часто встречается название просто мост Вина. (Ещё некоторые грамотеи пишут мост Вина с двумя "н").

БИЛЕТ 2. 2. Аналоговые и цифровые сигналы. Аналоговый сигнал — сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений. То есть, аналоговый сигнал непрерывен и может принимать любые значения в заданном диапазоне, а цифровой наоборот - состоит из множества дискрет – фиксированных значений аналогового сигнала в определённые моменты времени. ↑ Красное – аналоговый сигнал, черные ступеньки – цифровой. 22. Коэффициент передачи, входное и выходное сопротивления. Коэффициент передачи — отношение напряжения на выходе той или иной системы, предназначенной для передачи электрических сигналов, к напряжению на входе. В частном случае, когда значения выходного и входного сигнала являются однородными, коэффициент передачи называют коэффициентом усиления. KП = UВЫХ / UВХ. Коэффициент передачи часто выражают в логарифмическом виде, как  KП = 20 lg (UВЫХ / UВХ). Коэффициент усиления выражают в логарифмических единицах —децибелах, [дБ]: Входное сопротивление — внутреннее сопротивление двухполюсника, которым является вход системы Выходное сопротивление — внутреннее сопротивление двухполюсника, которым является выход системы. 42. Катушки индуктивности (дроссели) обозначение на схемах, параметры (индуктивность, сопротивление обмотки, межвитковая ёмкость, и др). Катушка индуктивности — пассивный двухполюсный компонент электрических и электронных устройств и систем. Основной параметр катушки индуктивности — величина её индуктивности, зависящая только от геометрических размеров и материалов и не зависящая от режима работы (тока и напряжения). При использовании для подавления помех, сглаживания пульсаций электрического тока, изоляции (развязки) по высокой частоте разных частей схемы и накопления энергии в магнитном поле сердечника часто называют дросселем. Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, численно равная отношению создаваемого током потока магнитного поля, пронизывающего катушку к величине протекающего тока. Качество катушек характеризуют добротностью - отношением ее реактивного сопротивления к активному сопротивлению потерь. Межвитковая паразитная емкость проводника в составе катушки индуктивности превращает катушку в сложную распределенную цепь. В первом приближении можно принять, что реальная катушка представляет эквивалентно собой идеальную индуктивность с параллельно присоединенным ей конденсатором паразитной емкости. В результате этого катушка индуктивности представляет собой колебательный контур с характерной частотой резонанса.	БИЛЕТ 3. 3. Сигналы периодические и не периодические. Периодическим сигналом (током или напряжением) называют такой вид воздействия, когда форма сигнала повторяется через некоторый интервал времени T, который называется периодом. Переменный ток (напряжение) – ток, изменяющийся по амплитуде и по знаку с определённым периодом T. Обычно переменным током называют синусоидальный ток. Источниками переменного синусоидального тока являются силовые генераторы различных типов и мощности на электростанциях, источники бесперебойного питания компьютеров, которые преобразуют постоянный ток аккумуляторных батарей в переменный ток. Переменный ток, а правильнее – переменное напряжение 220 вольт частотой 50 Гц имеется в электрической розетке в каждом доме. Непериодический сигнал, имеющий конечную длительность Т, можно характеризовать его энергией, которая ограничена, поэтому такой сигнал называют иногда "энергетическим". 43. Конструкции солиноид, тороид, и др; переменные и подстроечные индуктивности, связанные индуктивности. Соленоид - это катушка, в которой витки намотаны вплотную, а ее длина больше диаметра.		Тороид - это катушка, где витки намотаны в виде тора (может быть с каркасом и без каркаса, как и соленоид). Переменная индуктивность - то есть допускается изменение емкости в процессе использования (крутим ручку, меняется индуктивность), посредством изменением взаимного расположения двух катушек, соединённых последовательно. Подстроечная индуктивность - для подстройки цепей, где нужно немного изменить емкость. (Катушка с регулируемой индуктивностью, у которой имеется подвижный сердечник из магнитного (ферромагнитного) материала. Как правило, мотается на цилиндрическом каркасе. При помощи немагнитной отвёртки регулируется глубина погружения сердечника в центр катушки, тем самым изменяется её индуктивность.) 23. Последовательное соединение четырёхполюсников. Соединение четырехполюсников, при котором напряжение и ток на выходе предыдущего четырехполюсника равны соответственно напряжению и току на входе последующего. Последовательное сопротивление четырехполюсников применяют для увеличения затухания или усиления в устройствах преобразования сигналов и при электрическом моделировании соединения звеньев систем автоматического управления. Из рис видно, что и. Уравнения передачи четырехполюсников Z′ и Z″ в матричном виде имеют вид: , . Складывая матричные уравнения получим: Из выражения видно, что при последовательном соединении четырехполюсников матрица Z-параметров результирующего четырехполюсника равна сумме одноименных матриц соединенных четырехполюсников, т.е. :
БИЛЕТ 4. 4. Сигналы импульсные, формы импульсов, длительность, скважность, меандр. Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Импульсные сигналы бывают периодичными и непериодичными. Периодичными считаются сигналы, значения которых повторяются через определенный промежуток времени. По форме импульсы делятся на: прямоугольные, треугольные, пилоподобные, трапециальные, и др. На практике, формы импульсов отличаются от идеальных из-за искажений и помех. В общем случае импульсы характеризуются двумя основными параметрами — амплитудой (размахом) и длительностью (обозначается τ или tи). Длительность пилообразных и треугольных импульсов определяется по основанию (от начала изменения напряжения до конца), для остальных типов импульсов длительность принято брать на уровне напряжения 50 % от амплитуды. Скважность — один из признаков импульсных систем, определяющий отношение его периода повторения к длительности импульса. , где S — скважность, D — коэффициент заполнения, T — период импульсов, τ — длительность импульса. Меандр — бесконечный, периодический прямоугольный сигнал со скважностью, равной 2, то есть длительность импульса и длительность паузы в периоде такого сигнала равны.	24. Согласование по току, напряжению и мощности. Согласование по мощности. Оптимальное (с минимальными потерями) согласование по мощности источника сигнала и нагрузки описывается формулой: Kp = Pн/Pi = Ri×Rн/(Ri + Rн)^2 или оптимальное соотношение Ri = Rн, при этом коэффициент передачи по мощности Kp максимален и равен 0,25, а по напряжению Ku равен 0,5.  Для наглядности на графике Кр показано так же изменение Кi и Кu. При росте отношение Rн/Ri растет коэффициент передачи в цепи по напряжению Ku растет и стремится к 1, в то время как коэффициент передачи по току растет и стремится к 1 при Rн/Ri приближающемся к 0. Эти зависимости полностью определяют условия согласования всех видов усилительных устройств Согласование по напряжению Согласование по напряжению заключается в получении максимальной коэффициента передачи напряжения в нагрузку. это имеет место при выполнении условия Rn>>Ri (или Rn -> ∞). При этом Ku стремится к единице. Согласование по току Согласование по току заключается в получении максимальной коэффициента передачи тока в нагрузку. это имеет место при выполнении условия Ri>>Rn (или Rn ->0). При этом Ki стремится к единице.	44. Применение индуктивностей (фильтрация, кол. контур, LC-фильтры, согласование импедансов). Фильтр — устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных. LC-фильтры используются в силовых электрических цепях для гашения помех и для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямителя . В каскадах радиоэлектронной аппаратуры часто применяются перестраиваемые LC-фильтры, например, простейший LC-контур, включенный на входе средневолнового радиоприёмника обеспечивает настройку на определённую радиостанцию. Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор . В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения ). Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания Согласование импедансов широко используется при передаче данных в разных областях: в промышленности, телекоммуникациях, в видео- , медицинском, испытательном и измерительном оборудовании, в оборотных технологиях. Правильное согласование обеспечивает улучшение целостности сигнала, увеличение скорости передачи данных и уменьшение количества ошибок. Для согласования используются различные методы. Чаще всего - согласование источника, согласование приемника и двойное согласование. (Импеданс - (от лат. impedio - препятствовать). В акустике - понятие комплексного сопротивления, вводимое при рассмотрении акустических систем, иначе - сумма активного и реактивного сопротивлений.)

БИЛЕТ 5. 5. Гармонический сигнал, его параметры. Гармонический сигнал — это гармонические колебания со временем распространяющиеся в пространстве, которые несут в себе информацию или какие-то данные и описываются уравнением: , где: А — амплитуда сигнала;  — фаза гармонического сигнала;  — время;  — циклическая частота сигнала. 25. Прохождение сигнала через линейные и нелинейные цепи. В радиоэлектронике приходится иметь дело с различными сигналами и разными цепями, при прохождении сигналов по таким цепям возникают переходные процессы, в результате которых форма передаваемого сигнала может измениться. Большинство устройств содержит в себе совокупность линейных и нелинейных элементов, что усложняет строгий анализ прохождения сигналов. Однако имеется достаточно широкий круг задач, которые успешно можно решать линейными методами, даже если в цепи имеется нелинейный элемент. Это относится к устройствам, в которых сигналы настолько малы по амплитуде, что нелинейностью характеристик нелинейного элемента можно пренебречь, так что его также можно считать линейным. Большинство методов анализа прохождения сигналов через линейную цепь основано на основополагающем принципе - принципе суперпозиции, при котором реакция цепи на сложное воздействие может быть определена как сумма реакций на более простые сигналы, на которые можно разложить сложное воздействие. Реакция линейной цепи на известное простое (тестовое) воздействие называется системной (т.е. зависящей только от цепи) передаточной характеристикой цепи. Сама передаточная характеристика может быть определена: а) классическим методом, при котором цепь описывается системой линейных дифференциальных уравнений, в правой части которой записано тестовое воздействие; этим методом чаще всего определяются реакции на единичную ступенчатую функцию или дельта-функцию, так называемые переходная и импульсная характеристики цепи, являющиеся передаточными характеристиками цепи для метода наложения (или метода интеграла Дюамеля); классическим методом при достаточно несложных цепях и воздействиях может быть сразу решена задача анализа, т.е. нахождения реакции цепи на входной сигнал; б) комплексным методом, если в качестве тестового сигнала используется гармоническое колебание; в этом случае определяется такая передаточная характеристика цепи как частотная характеристика, являющаяся основой частотного метода анализа; в) операторным методом, при котором используется аппарат преобразования Лапласа, в результате чего определяется операторная передаточная характеристика цепи, так как операторный метод использует сигнал вида ept, где p=s +jw , то при замене в операторной передаточной характеристике p на jw получается частотная передаточная характеристика, кроме того, как будет показано ниже, оригинал от операторной передаточной характеристики является импульсной характеристикой цепи. Поэтому можно классифицировать методы анализа прохождения сложных сигналов на а) частотные, применяющиеся главным образом для анализа установившихся процессов; б) временные, использующие переходную или импульсную характеристику цепи, применяющиеся в случаях быстро меняющихся (импульсных) сигналов, когда важными являются переходные процессы в цепи. При анализе прохождения сигналов через узкополосные избирательные цепи эти же методы можно использовать не для мгновенных значений сигнала, а для медленно-меняющейся огибающей. 45. Трансформаторы (конструкции, применения). Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе (железяке) и предназначенное для преобразования с помощью электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты. Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Обозначение на схемах. Черная толстая линия - сердечник (железяка, вокруг которой намотано все). 1- первичная обмотка, 2 и 3 - вторичные. Напряжения первичной и вторичной обмоток, как правило, неодинаковы. Если первичное напряжение меньше вторичного, трансформатор называется повышающим, если больше вторичного — понижающим. Любой трансформатор может быть использован и как повышающий, и как понижающий. Повышающие трансформаторы применяют для передачи электроэнергии на большие расстояния, а понижающие — для ее распределения между потребителями. Работа трансформатора основана на двух базовых принципах: Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке. Применяется в электросетях (трансформаторная будка), в источниках питания в электроприборах.			БИЛЕТ 12. 12. Понятие децибел для электрических величин. Децибел — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений. Величина, выраженная в децибелах, численно равна десятичному логарифму отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять:, где AdB — величина в децибелах, A — измеренная физическая величина, A0 — величина, принятая за базис. Децибел — это относительная величина. Не абсолютная, как, например, ватт или вольт, а такая же относительная, как кратность («трёхкратное отличие») или проценты, предназначенная для измерения отношения («соотношения уровней») двух других величин, причём к полученному отношению применяется логарифмический масштаб. дБ бывают только «по мощности». Тем не менее, в случае равенства R1 = R0 (в частности, если R1 и R0 — одно и то же сопротивление, или в случае, если соотношение сопротивлений R1 и R0 по той или иной причине не важно) говорят о дБ «по напряжению» и «по току», подразумевая при этом выражения: дБ по напряжению =; дБ по току =. Для перехода от «дБ по напряжению» («дБ по току») к «дБ по мощности» следует чётко определить, на каких именно сопротивлениях (равных или не равных друг другу) регистрировались напряжение (ток). Если R1 не равно R0, следует пользоваться выражением для общего случая (см. выше). Нетрудно подсчитать, что, в частности: 1_ при регистрации мощности изменению на +1 дБ (+1 дБ «по мощности») соответствует приращение мощности в ≈1,259 раза, изменению на −3,01 дБ — снижение мощности в два раза, в то время как 2_ при регистрации напряжения (силы тока) изменению на +1 дБ (+1 дБ «по напряжению», «по току») будет соответствовать приращение напряжения (силы тока) в ≈1,122 раза, при изменении на −3,01 дБ напряжение (сила тока) снизятся и составят ≈ 0,707 от своего исходного значения. 32. Определение (графическое) напряжений и тока при последовательном соединении двухполюсников. Это же та хрень, которую на практике постоянно делали, не помню как это делаетсяя помню и вроде как понимаю... но мне онлайн вам объяснить сложно (PS паша). 52. Светодиоды, фотодиоды, лазерные диоды (параметры, обозначение, конструкции, применения). Светодиод или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающийоптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет, отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром. Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника. Применяется везде (освещение, экраны мобильных телефонов, индикация, итд). Фотодиод. Приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе. Параметры: 1) чувствительность; 2) шумы. ВАХ: Лазерный диод. Лазерный диод — полупроводниковый лазер, построенный на базе диода. Его работа основана на возникновении инверсии населённостей в области p-n перехода при инжекции носителей заряда.
БИЛЕТ 6. 6. Понятие комплексной амплитуды. Комплексная амплитуда — комплексная величина, модуль и аргумент которой равны соответственно амплитуде и начальной фазе гармонического сигнала. Пусть имеется гармонический сигнал: a(t) = A*cos(ωt + φ) Над сигналами, записанными в подобной форме, тяжело производить такие арифметические операции, как сложение двух сигналов, вычитание из одного сигнала другого сигнала, умножение сигнала на константу. С целью облегчения этих операций гармонические сигналы представляют в виде комплексного числа, модуль которого равен амплитуде сигнала, а угол – фазе сигнала. При этом оригинальный сигнал равен действительной части данного комплексного числа: , здесь комплексной амплитудой гармонического сигнала является следующее выражение: Алгебраическая форма. Если рассматривать комплексную амплитуду как комплексное число в алгебраической форме, то действительная часть соответствует амплитуде косинусной (синфазной) компоненты, а мнимая — амплитуде синусной (квадратурной) компоненты исходного сигнала. Так, для сигнала (1) имеем:  ,где  Тригонометрическая форма. Если рассматривать комплексную амплитуду как комплексное число в тригонометрической форме, то модуль соответствует амплитуде исходного гармонического сигнала, а аргумент — сдвигу фазы исходного гармонического сигнала относительно сигнала cos(ωt). Операции над комплексной амплитудой. К сигналам в пространстве комплексных амплитуд могут быть применены линейные операции. Другими словами, перечисленные ниже операции над комплексными амплитудами: 1. умножение комплексной амплитуды на константу; 2. Сложение комплексных амплитуд (соответствующих одной и той же частоте); 3. Вычитание комплексных амплитуд (соответствующих одной и той же частоте); 4. Интегрирование комплексной амплитуды по времени; 5. Дифференцирование комплексной амплитуды по времени приводят к такому же результату, как если бы они были проделаны над соответствующими гармоническими сигналами, а затем от них взята комплексная амплитуда. Ограничения. Несмотря на то, что в выражение для комплексной амплитуды не входит частота ω гармонического сигнала, следует помнить, что комплексная амплитуда описывает гармонический сигнал конкретной частоты. Поэтому в пространстве комплексных амплитуд недопустимы операции, которые: 1. Принимают в качестве операндов комплексные амплитуды, описывающие гармонические сигналы разных частот. 2. Меняют частоту гармонического сигнала или порождают новые частоты (все нелинейные операции, например, перемножение двух сигналов). Применение. Комплексная амплитуда является полным и очень удобным способом описания гармонических сигналов, поскольку: 1. Характеризует и амплитуду, и фазу; 2. Не содержит зависимости от времени; 3. Позволяет использовать векторные диаграммы для анализа цепей на переменном токе. Использование комплексной амплитуды позволяет свести задачу прохождения гармонического сигнала через линейную цепь (описывается системой дифференциальных уравнений) к более простой задаче, эквивалентной анализу цепи из резисторов на постоянном токе (описывается системой алгебраических уравнений). 26. Источники напряжения и тока (реальные и идеальные) теоремы Тевенена и Нортона. Идеальный источник тока Напряжениена клеммах идеального источника тока зависит только от сопротивления внешней цепи: Мощность, отдаваемая источником тока в сеть, равна: Так как для источника тока , напряжение и мощность, выделяемая им, неограниченно растут при росте сопротивления. Реальный источник тока Реальный источник тока, так же как и источник ЭДС, в линейном приближении может быть описан таким параметром, как внутреннее сопротивление . Отличие состоит в том, что чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, тем ближе к идеальному, чем меньше его внутреннее сопротивление). Реальный источник тока с внутренним сопротивлением эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление и ЭДС . Напряжение на клеммах реального источника тока равно: . Сила тока в цепи равна: Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна: Идеальный источник напряжения Идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, то есть подобное устройство не может существовать. Если допустить существование такого устройства, то ток I, протекающий через него, стремился бы к бесконечности при подключении нагрузки, сопротивление RH которой стремится к нулю. Но при этом получается, что мощность источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как . Но это невозможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна.			Реальный источник напряжения В реальности, любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением r, которое имеет обратную зависимость от мощности источника. То есть, чем больше мощность, тем меньше сопротивление (при заданном неизменном напряжении источника) и наоборот. Наличие внутреннего сопротивления отличает реальный источник напряжения от идеального. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника энергии. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение источника ЭДС — Е (идеального источника напряжения) и внутреннего сопротивления — r. На рисунке приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (источника ЭДС) (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия). , где:  — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;  — падение напряжения на нагрузке. При коротком замыкании () , то есть вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения: Теорема Тевенена – для линейных электрических цепей утверждает, что любая электрическая цепь, имеющая два вывода и состоящая из комбинации источников напряжения, источников тока и резисторов (сопротивлений), с электрической точки зрения эквивалентна цепи с одним источником напряжения V и одним резистором R, соединёнными последовательно. Теорема Нортона используется, чтобы представлять неидеальные источники в виде идеальных источников тока с шунтирующим резистором. Соотношение между параметрами этих двух моделей задается уравнением: причем внутренние сопротивления у обеих моделей одинаковы. Ток I определяется при закороченной нагрузке. Для одних цепей принято находить ток короткого замыкания IN<, для других- напряжение холостого хода VTh. Когда найдена одна из этих величин, другую можно получить из приведенного выше соотношения. 46. Диод кристаллический ( р-п-переход, ВАХ, параметры). Диод — двухэлектродный электронный прибор, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключаемый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление ), называют анодом , подключаемый к отрицательному полюсу —катодом . В качестве выпрямляющего электрического перехода применяется p-n-переход, гетеропереход или выпрямляющий контакт металла с полупроводником (диод Шоттки). Подавляющее большинство полупроводниковых диодов представляет собой структуру, состоящую из областей n-типа и p-типа, имеющих различную концентрацию примесей и разделенных электронно-дырочным переходом. - Постоянное прямое напряжение Uпр – постоянное напряжение на диоде при заданном прямом токе. - Постоянный прямой ток Iпр – постоянный ток, протекающий через диод в прямом направлении. - Постоянный обратный ток Iобр - постоянный ток, протекающий через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении. - Средний прямой ток Iпр.ср. – прямой ток, усредненный за период. - Средний обратный ток Iобр.ср. – обратный ток, усредненный за период. - Дифференциальное сопротивление диода rдиф – отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока. - Рабочая частота – частота, при которой обеспечиваются заданные токи, напряжение и мощность.
БИЛЕТ 7. 7. Спектральное представление сигналов, примеры спектров импульсов, меандра. Любой сигнал можно разложить на составляющие. Такое разложение сигнала называется спектральным. При этом сигнал можно представить в виде графика зависимости параметров сигнала от частоты, такая диаграмма называется спектральной или спектром сигнала. Спектр сигнала — это совокупность простых составляющих сигнала с определенными амплитудами, частотами и начальными фазами. Между спектром сигнала и его формой существует жесткая взаимосвязь: изменение формы сигнала приводит к изменению его спектра и наоборот, любое изменение спектра сигнала приводит к изменению его формы. Это важно запомнить, поскольку при передаче сигналов в системе передачи, они подвергаются преобразованиям, а значит, происходит преобразование их спектров. Спектр — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Графическое представление такого распределения называется спектральной диаграммой. Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или то же самое, что энергий квантов) электромагнитного излучения. А вот, собственно, спектр меандра: Классификация спектров сигналов. 1. По виду спектры бывают: дискретными (линейчатыми) или сплошными. Дискретным является спектр, у которого можно выделить отдельные составляющие. Сплошным является спектр, у которого нельзя выделить отдельные составляющие, так как они расположены настолько близко, что сливаются друг с другом. 2. По диапазону частот различают спектры ограниченные и неограниченные. Ограниченным является спектр, у которого вся энергия сигнала (все спектральные составляющие) находятся в ограниченном диапазоне частот. Неограниченным является спектр, у которого вся энергия сигнала находится в неограниченном диапазоне частот . На практике такие спектры ограничивают.	27. Двухполюсники и многополюсники, пассивные и активные элементы цепей, активные и реактивные элементы цепей. Многополюсник — электрическая цепь, содержащая несколько точек для соединения с другими цепями. В широком смысле — система, не обязательно электрическая, имеющая один или несколько входов и(или) выходов. Самостоятельного применения термин практически не имеет, чаще всего рассматриваются его частные случаи: двухполюсник, четырёхполюсник, шестиполюсник и другие. Двухполюсник — многополюсник, имеющий две точки подключения. К пассивным элементам цепи относятся: Резистивный элемент, емкостной, индуктивный. К активным – источник тока и источник напряжения. Индуктивность L и емкость C называются реактивными элементами цепи, в них происходят накапливание энергии в виде магнитного или электрического поля. Рассеивание энергии в таких элементах отсутствует. 47. Выпрямительные диоды (параметры, обозначение, конструкции, применения). Диодные выпрямители. Выпрямительные диоды — диоды, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный.  Обозначение на схеме  ВАХ Выпрямительные диоды различных классов, отличающиеся напряжением, временем переключения, рабочей полосой частот. В качестве выпрямительных используют сплавные эпитаксиальные и диффузионные диоды, выполненные на основе несимметричных p-n-переходов. Для выпрямительных диодов характерны малые сопротивления и большие токи в прямом режиме. Барьерная емкость из-за большой площади перехода достигает значений десятков пикофарад. Германиевые выпрямительные диоды применяют до температур 70-80^оС, кремниевые до 120-150^оС, арсенид-галлиевые до 150^оС. Основные параметры выпрямительных диодов: - Uобр,макс –максимально допустимое обратное напряжение, которое диод может выдержать без нарушения его работоспособности; - Iвып,ср - средний выпрямленный ток; - Iпр,п – пиковое значение импульса тока при заданных максимальной длительности, скважности и формы импульса; - Uпр,ср – среднее прямое напряжение диода при заданном среднем значении прямого тока; - Pср – средняя за период мощность, рассеиваемая диодом, при протекании тока в прямом и обратном направлениях; - rдиф – дифференциальное сопротивление диода в прямом режиме. Особо отметим класс импульсных диодов, имеющих очень малую длительность переходных процессов из-за малых емкостей переходов (доли пикофарад); уменьшение емкостей достигается за счет уменьшения площади p-n-перехода, поэтому допустимые мощности рассеяния у них меньше, чем у низкочастотных выпрямительных диодов. Их используют в импульсных схемах.			К параметрам, перечисленным выше, для импульсных диодов следует отнести общую емкость СД, максимальные импульсные прямые и обратные напряжения и токи, время установления прямого напряжения от момента подачи импульса прямого тока до достижения им заданного значения прямого напряжения и время восстановления обратного сопротивления диода с момента прохождения тока через нуль до момента, когда обратный ток достигает заданного малого значения После изменения полярности напряжения в течение времени t1 обратный ток меняется мало, он ограничен только внешним сопротивлением цепи. При этом заряд неосновных носителей, накопленных в базе диода, рассасывается. Далее ток уменьшается до своего статического значения при полном рассасывании заряда в базе. Трёхфазный выпрямитель Ларионова А. Н. на трёх полумостах. Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий). Диодный выпрямитель или диодный мост (То есть 4 диода для однофазной схемы, 6 для трёхфазной полумостовой схемы или 12 для трёхфазной полномостовой схемы, соединённых между собой по схеме) — основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова А. Н. на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, он преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока сщёточно-коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность. В некоторых выпрямительных устройствах до сих пор применяются селеновые выпрямители. Это вызвано той особенностью данных выпрямителей, что при превышении предельно допустимого тока, происходит выгорание селена (участками), не приводящее (до определенной степени) ни к потере выпрямительных свойств, ни к короткому замыканию — пробою. В высоковольтных выпрямителях применяются селеновые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых селеновых выпрямителей и кремниевые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых кремниевых диодов.
БИЛЕТ 8. 8. Понятие модуляции, АМ, ЧМ. Спектр модулированного сигнала. Модуляция — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения). Передаваемая информация заложена в управляющем (модулирующем) сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на заведомо известную несущую. АМ (Амплитудная модуляция) — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда. ЧМ (частотная модуляция) — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной. Спектр — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Графическое представление такого распределения называется спектральной диаграммой. Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или то же самое, что энергий квантов) электромагнитного излучения. 28. ВАХ двухполюсников; семейство ВАХ многополюсников. К двухполюсникам относятся диод, стабилитрон, динистор Пример ВАХ диода 48. Стабилитроны и стабисторы, (параметры, обозначение, конструкции, применения). Стабилитрон Полупроводниковый стабилитрон — плоскостной кремниевый полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки, а его сопротивление весьма высоко. При наступлении пробоя ток через стабилитрон резко возрастает, а его дифференциальное сопротивление падает до величины, составляющей для различных приборов от долей Ома до сотен Ом. Поэтому в режиме пробоя напряжение на стабилитроне поддерживается с заданной точностью в широком диапазоне обратных токов. Основное назначение стабилитронов — стабилизация напряжения. По конструкции стабилитроны всегда плоскостные и кремниевые.		Обычный стабилитрон Двуханодный стабилитрон Основная область применения стабилитрона —стабилизация постоянного напряжения источников питания. Впростейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно иисточником опорного напряжения , и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор . Основные параметры стабилитрона Напряжение стабилизации Uст – напряжение на стабилитроне при заданном токе стабилизации. Допускаемый разброс напряжения стабилизации от номинального ΔUст.ном. – максимально допустимое отклонение напряжения стабилизации от номинального для стабилитронов данного типа. Дифференциальное сопротивление стабилитрона rст – отношениеприращения напряжения стабилизации к вызвавшему его маломуприращению тока в заданном диапазоне частот. Температурный коэффициент напряжения стабилизации α ст – отношение относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе стабилизации. Полная емкость стабилитрона C – емкость между выводами стабилитрона при заданном напряжении смещения. Стабистор Стабистор — полупроводниковый диод, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь вольт-амперной характеристики (то есть в области прямого смещения напряжение на стабисторе слабо зависит от тока). Отличительной особенностью стабисторов по сравнению со стабилитронамиявляется меньшее напряжение стабилизации, которое составляет примерно 0,7 В. Последовательное соединение двух или трёх стабисторов даёт возможность получить удвоенное или утроенное значение напряжения стабилизации. Некоторые типы стабисторов представляют собой единый набор с последовательным соединением отдельных элементов. Основная часть стабисторов — кремниевые диоды. Кроме кремниевых стабисторов промышленность выпускает и селеновые поликристаллические стабисторы. Основные параметры стабисторов такие же, как у стабилитронов.

БИЛЕТ 9. 9. Дискретизация и квантование, цифровое представление аналоговых сигналов. Дискретизация — преобразование непрерывной функции в дискретную. Квантование — в информатике разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования. При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). ↑ Квантовый сигнал Квантование часто используется при обработке сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений. При оцифровке сигнала уровень квантования называют также глубиной дискретизации или битностью. Глубина дискретизации измеряется в битах и обозначает количество бит, выражающих амплитуду сигнала. Чем больше глубина дискретизации, тем точнее цифровой сигнал соответствует аналоговому. В случае однородного квантования глубину дискретизации называют также динамическим диапазоном и измеряют в децибелах (1 бит ≈ 6 дБ). ↑ цифровой сигнал Однородное (линейное) квантование — разбиение диапазона значений на отрезки равной длины. Квантование по уровню — представление величины отсчётов цифровыми сигналами. 29. Статическое и динамическое сопротивления. Если к нелинейному элементу приложить постоянные напряжения, то он будет характеризоваться статическими параметрами. Для диода статическое сопротивление определяется просто как отношение приложенного напряжения к соответствующему току:  Для триода, заданного семейством ВАХ, статический режим определяется постоянными токами и напряжениями как во входной, так и в выходной цепях (точка А). Можно говорить о входном и выходном статических сопротивлениях в точке А. Совокупность значений постоянных токов и напряжений в нелинейном элементе определяет статический режим, т.е. режим покоя, или рабочую точку нелинейного элемента.

Положение рабочей точки определяет в дальнейшем работу нелинейного элемента в динамическом режиме, когда к нему будет приложен какой-либо сигнал. Динамическим сопротивлением называется отношение малых приращений (производная) напряжения к току в рабочей точке рис.Определяется наклоном касательной. Разные положения рабочей точки характеризуют различную величину динамического сопротивления. 49. Варикапы, (параметры, обозн., конструкции, применения). Варикап— полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n перехода от обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др. Основные параметры Общая ёмкость — ёмкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении. Коэффициент перекрытия по ёмкости — отношение ёмкостей при двух заданных значениях обратного напряжения на варикапе. Добротность — отношение реактивного сопротивления варикапа на заданной частоте к сопротивлению потерь при заданном значении ёмкости или обратного напряжения. Постоянный обратный ток — постоянный ток , протекающий через варикап при заданном обратном напряжении. Максимально допустимое постоянное обратное напряжение. Максимально допустимая рассеиваемая мощность . Температурные коэффициенты емкости и добротности — отношение относительного изменения емкости (добротности) варикапа к вызвавшему его абсолютному изменению температуры. В общем случае сами эти коэффициенты зависят от значения обратного напряжения, приложенного к варикапу. Предельная частота варикапа — значение частоты, на которой реактивная составляющая проводимости варикапа становится равной активной составляющей. Измерение предельной частоты производится при конкретных заданных обратном напряжении и температуре, которые в свою очередь зависят от типа варикапа. Применение варикапа Варикапы находят широкое применение для электронной подстройки резонансной частоты колебательных контуров. Изменяя напряжение на варикапе, подключенном к колебательному контуру, можно обеспечить дистанционное и безынерционнное управление резонансной частотой контура. Так, например, для получения необходимых значений промежуточных частот в гетеродине телевизионного приемника должно предусматриваться плавное изменение частоты. В телевизорах старых типов эта настройка ручной регулировкой емкости конденсатора, входящего в колебательный контур гетеродина, а в современных телевизорах это делается с помощью варикапа, включаемого в колебательный контур гетеродина. При изменении подводимого к варикапу напряжения изменяется его емкость, а, следовательно, и частота гетеродина. Изменение напряжения на варикапе может осуществляться или вручную (потенциометром) или с помощью системы автоматической подстройки частоты гетеродина.

БИЛЕТ 10. 10. Влияние шумов и помех на аналоговые и цифровые сигналы. Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических сигналов (изменений тока и напряжения) представленным ими исходным сигналам (звуковому давлению, температуре, скорости и т.п.), а также подобии форм электрических сигналов в различных точках усилительного или передающего тракта. Форма электрической кривой, описывающей (также говорят - переносящей) исходный сигнал, максимально приближена к форме кривой этого сигнала. Такое представление наиболее точно, однако малейшее искажение формы несущего электрического сигнала неизбежно повлечет за собой такое же искажение формы и сигнала переносимого. В терминах теории информации, количество информации в несущем сигнале в точности равно количеству информации в сигнале исходном, и электрическое представление не содержит избыточности, которая могла бы защитить переносимый сигнал от искажений при хранении, передаче и усилении. Цифровое представление электрических сигналов призвано внести в них избыточность, предохраняющую от воздействия паразитных помех. Для этого на несущий электрический сигнал накладываются серьезные ограничения - его амплитуда может принимать только два предельных значения – 0 и 1. Вся зона возможных амплитуд в этом случае делится на три зоны: нижняя представляет нулевые значения, верхняя – единичные, а промежуточная является запрещенной – внутрь нее могут попадать только помехи. Таким образом, любая помеха, амплитуда которой меньше половины амплитуды несущего сигнала, не оказывает влияния на правильность передачи значений 0 и 1. Помехи с большей амплитудой также не оказывают влияния, если длительность импульса помехи ощутимо меньше длительности информационного импульса, а на входе приемника установлен фильтр импульсных помех. 30. Отрицательное сопротивление. N и S –образные ВАХ. Отрицательное дифференциальное сопротивление — свойство отдельных элементов или узлов электрических цепей, проявляющееся в возникновении на вольтамперной характеристике участка, где напряжение V уменьшается при увеличении протекающего тока I (dV/dl = R < 0). C точки зрения радиотехники такие элементы являются активными, позволяющими трансформировать энергию источника питания в незатухающие колебания. Такие элементы можно также использовать в схемах переключения. Понятие отрицательного дифференциального сопротивления используют при рассмотрении устойчивости различных радиотехнических цепей. Такое сопротивление может компенсировать некоторую часть потерь в электрической цепи, если его абсолютная величина меньше активного сопротивления; в противоположном случае состояние становится неустойчивым, возможен переход в другое состояние устойчивого равновесия (переключение) или возникновение колебаний (генерация). В однородном образце полупроводника в области существования отрицательного дифференциального сопротивления неустойчивость может приводить к разбиению образца на участки сильного и слабого поля (доменная неустойчивость) для характеристики N-типа или шнурованию тока по сечению образца для характеристики S-типа. 50. Туннельные диоды, диод Ганна (параметры, обозначение, конструкции, применения). Туннельный диод - полупроводниковый диод, действие которого основано на туннельном эффекте. Применяетсяпреимущественно в усилителях и генераторах сверхвысокочастотных колебаний и в импульсных переключающих устройствах.

Основные параметры туннельных диодов В статическом режиме основными параметрами туннельного диода являются тока и напряжения в точках экстремума ВАХ: - ток пика Ip - максимальный туннельный ток в прямом направлении - напряжение пика Up - напряжение на диоде, которое соответствует току пика - ток впадины Iv - минимальный туннельный ток диода - напряжение впадины Uv - напряжение на диоде которое соответствует току впадины - напряжение на диоде UF - напряжение, которое соответствует току Ip на диффузионном отрезке ВАХ - напряжение скачка ΔU = UV - Up - наибольший перепад напряжения, который происходит во время работы туннельного диода в схемах релаксационного генератора - емкость диода С - емкость между выводами диода при заданом напряжении смещения. Конструкции Для изготовления туннельных диодов применяются различные полупроводниковые материалы: германий, кремний, арсенид галлия, фосфат индия, арсенид индия, антимонид индия и антимонид галлия. Выбор материала в значительной степени определяется требуемыми параметнами прибора. Наиболее перспективным материалом является арсенид галлия, обладающий наилучшими параметрами. Для германиевых диодов в качестве доноров используют фосфор или мышьяк, а в качестве акцепторов — галлий или алюминий. Для арсенид-галлиевых - олово, свинец, серу, селен, теллур (доноры), цинк, кадмий (акцепторы). Для получения узкого p-n-перехода применяется метод вплавления или диффузии примесей. Диод Ганна Диод Ганна — тип полупроводниковых диодов, использующийся для генерации и преобразования колебаний в диапазоне СВЧ на частотах от 0,1 до 100 ГГц. В отличие от других типов диодов, принцип действия диода Ганна основан не на свойствах p-n-переходов, т.е. все его свойства определяются не эффектами, которые возникают в местах соединения двух различных полупроводников, а собственными свойствами применяемого полупроводникового материала. Применение На основе эффекта Ганна созданы генераторные и усилительные диоды, применяемые в качестве генераторов накачки в параметрических усилителях, гетеродинов в супергетеродинных приемниках, генераторов в маломощных передатчиках и в измерительной технике. обозначение на схеме Основные параметры - Минимальное выходная мощность Pвых.max - минимальная мощность, которую может обеспечить диод Ганна в непрерывном режиме генерации. - Минимальное импульсное выходное напряжение Pимп.вых.max - минимальная мощность, которую может обеспечить диод в импульсном режиме генерации. - Пороговое напряжение Uпор - постоянное напряжение на диоде, при котором начинается генерация колебаний. - Коэффициент полезного действия η - отношение выходной полезной мощности к мощности постоянного тока, которая тратится на возбуждение диода. - Рабочее напряжение Up, Up.имп. - постоянное напряжение на диода в непрерывном режиме или в импульсном режиме генерации, которое обеспечивает заданную выходную мощность. - Рабочий участок частот Δf - полоса частот, в которой диод обеспечивает генерацию СВЧ колебаний. - К параметрам также относят емкость структуры Cстр, емкость корпуса Cкор, индуктивность выводов L, рабочие токи в непрерывном и импульсном режимах Ip, Ip.min.

БИЛЕТ 11.

11. Основные электрические величины (ток, напряжение, мощность, энергия) и приставки.

Электрический ток — упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Мощность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

Электрическое напряжение между точками A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

Приставки для кратных единиц

Кратные единицы — единицы, которые в целое число раз превышают основную единицу измерения некоторой физической величины. Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие десятичные приставки для обозначений кратных единиц.

Приставки для дольных единиц

Дольные единицы, составляют определённую долю (часть) от установленной единицы измерения некоторой величины. Международная система единиц (СИ) рекомендует следующие приставки для обозначений дольных единиц:

31. Построение ВАХ при последовательном и параллельном соединении элементов.

При последовательном соединении нелинейных резисторов в качестве общего аргумента принимается ток, протекающий через последовательно соединенные элементы. Расчет проводится в следующей последовательности. По заданным ВАХ отдельных резисторов в системе декартовых координат строится результирующая зависимость . Затем на оси напряжений откладывается точка, соответствующая в выбранном масштабе заданной величине напряжения на входе цепи, из которой восстанавливается перпендикуляр до пересечения с зависимостью . Из точки пересечения перпендикуляра с кривой опускается ортогональ на ось токов – полученная точка соответствует искомому току в цепи, по найденному значению которого с использованием зависимостей определяются напряжения на отдельных резистивных элементах.

Применение указанной методики иллюстрируют графические построения на рисунке 2,б, соответствующие цепи на рисунке 2,а.

Метод пересечений

Графическое решение для последовательной нелинейной цепи с двумя резистивными элементами может быть проведено и другим методом – методом пересечений. В этом случае один из нелинейных резисторов, например, с ВАХ U1(I) на рисунке 2а, считается внутренним сопротивлением источника с ЭДС Е, а другой – нагрузкой. Тогда на основании соотношения E−U1(I)=U2(I) точка а (см. рисунок 3) пересечения кривых I(E−U1) и I(U2) определяет режим работы цепи. Кривая I(E−U1) строится путем вычитания абсцисс ВАХ I(U

1) из ЭДС Е для различных значений тока.

Использование данного метода наиболее рационально при последовательном соединении линейного и нелинейного резисторов. В этом случае линейный резистор принимается за внутреннее сопротивление источника, и линейная ВАХ последнего строится по двум точкам.

Цепи с параллельным соединением резистивных элементов.

При параллельном соединении нелинейных резисторов в качестве общего аргумента принимается напряжение, приложенное к параллельно соединенным элементам. Расчет проводится в следующей последовательности. По заданным ВАХ Ii(U) отдельных резисторов в системе декартовых координат U - I строится результирующая зависимость I(U)=∑Ii(U). Затем на оси токов откладывается точка, соответствующая в выбранном масштабе заданной величине тока источника на входе цепи (при наличии на входе цепи источника напряжения задача решается сразу путем восстановления перпендикуляра из точки, соответствующей заданному напряжению источника, до пересечения с ВАХ Ii(U) ), из которой восстанавливается перпендикуляр до пересечения с зависимостью I(U). Из точки пересечения перпендикуляра с кривой I(U) опускается ортогональ на ось напряжений – полученная точка соответствует напряжению на нелинейных резисторах, по найденному значению которого с использованием зависимостей Ii(U) определяются токи Ii в ветвях с отдельными резистивными элементами

Использование данной методики иллюстрируют графические построения на рисунке 4,б, соответствующие цепи на рисунке 4,а.

в) Цепи с последовательно-параллельным (смешанным) соединением резистивных элементов. Расчет таких цепей производится в следующей последовательности: Исходная схема сводится к цепи с последовательным соединением резисторов, для чего строится результирующая ВАХ параллельно соединенных элементов, как это показано в пункте б). Проводится расчет полученной схемы с последовательным соединением резистивных элементов (см. пункт а), на основании которого затем определяются токи в исходных параллельных ветвях.

51. Диоды Шотки, (параметры, обозначение, конструкции, применения).

Диод Шоттки — полупроводниковый диод со сниженным (по сравнению с «обычными» кремниевыми диодами) прямое падение напряжения и отсутствие накопления заряда, задерживающего выключение диода (т.е. потенциально лучшие частотные свойства). Данные диоды используют переход металл-полупроводник в качестве барьера Шоттки (вместо p-n перехода, как у обычных диодов).

Применение

Наиболее часто в схемах низковольтных мощных выпрямителей с выходным напряжением в несколько десятков вольт, на высоких частотах переключения. Благодаря лучшим временным характеристикам и малым ёмкостям перехода выпрямители на диодах Шоттки отличаются от традиционных диодных выпрямителей пониженным уровнем помех, поэтому они предпочтительны в традиционных трансформаторных блоках питания аналоговой аппаратуры.

Основные параметры

- обр,макс - максимально допустимое обратное напряжение, которое диод может выдержать без нарушения его работоспособности;

- вып,ср - средний выпрямленный ток;пр,п - пиковое значение импульса тока при заданных максимальной длительности, скважности и формы импульса;

- пр,ср - среднее прямое напряжение диода при заданном среднем значении прямого тока;

- ср - средняя за период мощность, рассеиваемая диодом, при протекании тока в прямом и обратном направлениях;

- диф - дифференциальное сопротивление диода в прямом режиме.

Билет 12 идёт после 5-го билета! БИЛЕТ 13. 13. Электрическая цепь, схема и схемы электрические. Электрическая цепь — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий силы тока и напряжения. Классификация электрических цепей: 1. Неразветвленные и разветвленные электрические цепи. ↑ Пример неразветвленной цепи, во всех элементах ее течет один и тот же ток. ↑ Пример разветвленной. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка , то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет. Узел, в котором сходятся две ветви, одна из которых является продолжением другой, называют устранимым или вырожденным узлом. 2. Линейные и нелинейные электрические цепи. Линейной электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейны. К линейным компонентам относятся зависимые и независимые идеализированные источники токов и напряжений, резисторы (подчиняющиеся закону Ома), и любые другие компоненты, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, наиболее известны электрические конденсаторы и индуктивности. Если цепь содержит отличные от перечисленных компоненты, то она называется нелинейной. Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой. Электрические схемы бывают структурными, функциональными, принципиальными и монтажными. 33. Резисторы, обозначение на схемах, основные параметры. Резистор – устройство для изменения напряжения и силы тока в цепи, обладающее сопротивлением. В идеале характеризуется только сопротивлением электрическому току. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью (образуется как бы конденсатор, которого не должно быть), паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики. Основным параметром резистора считается сопротивление, которое характеризуется его способностью в препятствии протекания электрического тока. 53. Электровакуумные приборы (кенотрон, триод, тетрод, пентод, электронно-лучевые трубки) (параметры, обозначение, конструкции, применения). Электровакуумный прибор — устройство, предназначенное для генерации, усиления и преобразования электромагнитной энергии, в котором рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы непроницаемой оболочкой. Кенотрон Кенотрон — радиолампа , предназначенная для выпрямления переменного тока (мощная разновидность электровакуумного диода). Одиночный (одноанодный) кенотрон содержит катод прямого или косвенного накала и анод. Двуханодные кенотроны, предназначенные для двух полупериодного выпрямления, имеют два анода с общим или раздельными катодами. Электровакуумный триод, или просто триод, — электронная лампа , имеющая триэлектрода: термоэлектронный катод(прямого или косвенного накала), анод и одну управляющую сетку. Триод — простая по конструкции л ампа, имеющая при этом высокий коэффициент усиления, поэтому она хорошо вписывается в один из принципов построения альтернативной звукотехники — принцип минимализма, то есть, предельной простоты аппаратуры. Триоды были первыми устройствами, которые использовались для усиления электрических сигналов в начале XX века.

Тетрод — электронная лампа, имеющая 4 электрода: термоэлектронный катод (прямого или косвенного накала), 2 сетки (управляющую и экранирующую) и анод. Приёмо-усилительные тетроды применялись в радиоприёмных трактах до массового распространения пентодов. Генераторные имодуляторные тетроды применяются по сей день в силовых каскадах радиопередатчиков. Пентод — вакуумная электронная лампа с экранирующей сеткой, в которой между экранирующей сеткой и анодом размещена третья (защитная или антидинатронная) сетка, подавляющая динатронный эффект. По конструкции и назначению пентоды делятся на четыре основные типа: маломощные усилители высоких частот, выходные пентоды для видеоусилителей, выходные пентодыусилителей низких частот, и мощные генераторные пентод ы Электронно-лучевая трубка, кинескоп —вакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. В строгом смысле, электронно-лучевыми трубками называют ряд электронно-лучевых приборов, одним из которых являются кинескоп. 4,5 — электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор; 8 — экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов; 3 — отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение; 7 — электромагнитная фокусировка. Кинескопы используются в системах растрового формирования изображения: различного рода телевизорах, мониторах, видеосистемах. Осциллографические ЭЛТ наиболее часто используются в системах отображения функциональных зависимостей: осциллографах, вобулоскопах, также в качестве устройства отображения на радиолокационных станциях, в устройствах специального назначения; в советские годы использовались и в качестве наглядных пособий при изучении устройства электронно-лучевых приборов в целом. Знакопечатающие ЭЛТ используются в различной аппаратуре специального назначения.

БИЛЕТ 14.

14. Структурная, функциональная, принципиальная и монтажная схемы.

Структурная схема (ее еще раньше называли блок-схемой) определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязь. Отдельные узлы или части устройства обозначаются прямоугольниками, а связи между ними показываются линиями, стрелки на которых указывают направление прохождения сигналов.

Чтобы деревья не загораживали леса на первом этапе разработки и не приходилось отвлекаться на мелочи (например сколько и каких резисторов, конденсаторов и транзисторов поставить), обдумывать идею, (да и рассказывать про нее) лучше на уровне прямоугольников. В таком виде проще представить взаимодействие между функциональными узлами: величину и форму сигналов, очередность их поступления и т.п. И лишь затем, состыковав отдельные узлы между собой и увязав сигналы, можно рисовать принципиальные схемы.

Функциональная схема помогает понять процессы, происходящие в отдельных узлах (блоках) устройства. Она является переходной от структурной к принципиальной. На ней подробно изображаются те части, которые необходимы для понимания описываемых процессов, а второстепенные элементы или узлы изображаются в виде прямоугольников. К примеру, цепи питания и т.п. на такой схеме можно не детализировать.

Для обозначения прямоугольников на структурных и функциональных схемах можно использовать русские и латинские (латинские предпочтительнее) буквы и цифры. Существуют и специальные обозначения функциональных узлов, основные из которых показаны на рисунке.

Принципиальная схема дает полное представление об электрическом устройстве данного прибора. На принципиальной схеме в виде условных графических обозначений (УГО) показываются все электрические элементы, входящие в состав прибора, указываются их номиналы и связи между ними.

Принципиальная схема является основным видом схемы, используемой в радиотехнике. Хотя она не дает наглядного представления о действительном виде конструкции, однако позволяет детально разобраться в принципах ее работы.

Схема соединений (монтажная) – это схема, которая показывает внешние и внутренние соединения между конструктивно законченными узлами изделия. Изображения элементов даются в виде прямоугольников, УГО или внешних очертаний. На монтажной схеме воспроизводятся в точном соответствии с реальным расположением все провода, кабели и жгуты, указывается марка и сечение проводов.

На схеме соединений изображаются также элементы монтажа (опорные стойки, переходные и расшивочные колодки), которые обеспечивают его жесткость и удобство распайки. Монтажная схема обычно создается тогда, когда предполагается изготовить несколько однотипных устройств. В этом случае она значительно упрощает сборку и монтаж. Правда, и в случае одного экземпляра устройства монтажка весьма полезна, если через какое-то время приходится его ремонтировать, а сразу вспомнить что где идет бывает очень трудно.

34. Конструктивное исполнение, номиналы, обозначения (цветовые и числовые обозначения номиналов).

1. Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением (то есть сопротивлением на единицу длины), намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитнуюиндуктивность (потому что получилась катушка).

2. Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник (стержень), на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами (на рисунке он). Это наиболее распространённый тип резисторов.

3. Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.

4. Угольные резисторы. Используют высокое удельное сопротивление графита.

5. Интегральный резистор. Используется сопротивление полупроводника.

Цвет	как число	как десятичный множитель
серебристый	—	точность 10%
золотой	—	точность 5%
чёрный	0	1·100 = 1
коричневый	1	1·101 = 10
красный	2	1·10² = 100
Оранжевый И Т.Д.	3	1·10³ = 1000

Пример:

Допустим, на резисторе имеются четыре полосы: коричневая, чёрная, красная и золотая. Первые две полоски дают 10, третья 100, четвёртая даёт точность 5%, итого резистор сопротивлением 10·100 Ом = 1 кОм, с точностью ±5%.

резисторы с допуском 1% маркируются 4-мя цифрами. Номинал рассчитывается умножением первых трех цифр на 10 в степени равной четвертой цифре. *) Пример маркировки: 4422 это 442x10²=44,2кОм

Резисторы с допусками 2%, 5% и 10% всех типоразмеров кроме 0402 маркируются 3-мя цифрами и рассчитываются умножением первых двух цифр на 10 в степени равной третьей цифре *) Пример маркировки: 242 это 24x10²=2,4кОм