- •Радиотехнические сигналы
- •1.1. Классификация сигналов
- •1.2. Гармонические сигналы и их представление
- •1.3. Спектральное представление сигналов
- •2.1. Общие понятия и элементы теории электрических цепей
- •Основные электрические величины
- •Идеальные элементы цепей
- •Пассивные двухполюсники
- •Активные двухполюсники
- •Законы Кирхгофа
- •2.2 Методы анализа электрических цепей
- •2.2.1. Основы метода комплексных амплитуд
- •2.2.2. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •2.2.3. Методы составления уравнений состояния цепей
- •2.2.4. Элементы теории четырехполюсников
- •2.3. Частотные характеристики линейных цепей
- •3. Основы полупроводниковой электроники
- •3.1. Электрофизические свойства полупроводников
- •3.2. Электронно-дырочный переход
- •3.3. Диоды
- •3.4. Транзисторы
- •3.4.1. Биполярные транзисторы
- •3.4.2. Полевые транзисторы
- •3.4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •3.4.2.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом
- •3.4.2.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •3.4.3. Дифференциальные параметры и эквивалентные
- •4. Усиление электрических сигналов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные положения линейной теории усиления сигналов
- •4.2.1. Анализ режима покоя. Схемотехника усилительных цепей.
- •4.2.2. Анализ режима усиления
- •4.3. Частотные характеристики усилителя на резисторах
- •4.4. Избирательные усилители
- •4.1.1. Резонансный усилительный каскад с общим эмиттером
- •4.1.2. Каскады со связанными контурами
- •4.5. Обратные связи в электронных усилителях
- •4.6. Повторители напряжения
- •4.7. Усилители постоянного тока
- •4.8. Операционные усилители
- •4.9. Оконечные каскады усилителей мощности
- •5. Генерирование электрических колебаний
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Автогенераторы гармонических колебаний
- •5.2.2. Трехточечные lc – автогенераторы
- •6. Автогенераторы релаксационных колебаний
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Мультивибратор на биполярных транзисторах
- •6.3. Мультивибратор на операционном усилителе
- •7. Нелинейные и параметрические преобразования сигналов.
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
- •7.3. Модуляция сигналов
- •7.3.1. Амплитудная модуляция
- •7.3.2. Угловая модуляция
- •7.4. Детектирование сигналов
- •7.4.2. Детектирование сигналов с угловой модуляцией.
- •7.5. Преобразование частоты
- •7.6. Синхронное детектирование
- •7.7. Параметрическое усиление
- •8. Источники вторичного электропитания
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Выпрямители
- •8.2.1. Однополупериодный выпрямитель
- •8.2.2. Мостовой двухполупериодный выпрямитель.
- •8.3. Сглаживающие фильтры.
- •8.4. Стабилизаторы напряжения
- •9. Основы цифровой техники
- •9.1. Общие сведения о цифровой обработке сигналов
- •9.2. Цифровое представление информации. Цифровые коды
- •9.3. Основы алгебры логики
- •9.4. Логические элементы (лэ)
- •9.5. Представление логических переменных электрическими сигналами
- •9.6. Базовые логические элементы. Их классификация,
- •9.7. Классификация логических устройств
- •9.8. Комбинационные логические устройства (клу)
- •9.8.2. Логическое устройство неравнозначности (Исключающее или).
- •9.8.3. Логическое устройство равнозначности
- •9.8.4. Полусумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.5. Сумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.6. Сумматор одноразрядных десятичных чисел.
- •9.8.7. Преобразователи кодов
- •9.9. Последовательностные логические устройства (плу)
- •9.9.1. Триггеры
- •9.9.2. Счетчики.
- •9.9.3. Регистры.
- •9.10. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •9.11. Запоминающие устройства
- •9.12. Примеры цифровых систем
- •9.12.1. Электронные часы
- •9.12.2. Микропроцессорные системы
- •10. Линейные цепи с распределенными
- •10.1. Общие сведения о длинной линии
- •10.2. Телеграфные уравнения
- •10.3. Длинная линия. Гармонический волновой процесс
- •10.3.1. Общее решение телеграфных уравнений
- •10.3.2. Прямые и обратные волны
- •10.3.3. Отражение волн в длинной линии
- •10.3.4. Интерференция прямых и обратных волн
- •10.3.5. Пример построения интерференционной картины
- •10.3.6. Входное сопротивление длинной линии
- •10.4. Комплексный коэффициент передачи и передаточная функция системы с длинной линией
- •10.4.1. Постановка задачи
- •10.4.2. Способ, основанный на представлении рассматриваемой системы совокупностью функциональных узлов
- •10.4.3. Способ, основанный на использовании граничных условий
- •10.5. Примеры практического применения длинных линий
2.2.4. Элементы теории четырехполюсников
Четырехполюсниками называют цепи, взаимодействующие с другими цепями посредством двух пар зажимов (полюсов).
Методы теории четырехполюсников применяют для упрощения анализа сложных цепей, а также для анализа устройств, внутреннее строение которых неизвестно. В этом случае четырехполюсники моделируют некоторые процессы, являясь «черным ящиком», связанным с внешним миром посредством четырех полюсов (зажимов). Так, например, в радиотехнике моделируют процессы в электронных лампах и транзисторах.
Электрическое состояние четырехполюсника однозначно и полностью описывается четырьмя величинами: входными напряжением и токоми выходными напряжениеми током. Направление отсчетов мгновенных значений напряжений и токов выберем, как указано на рис. 2.10.
Рис. 2.10. Направление отсчетов мгновенных значений напряжений и токов на зажимах четырехполюсника
Из четырех величин ,,,две могут рассматриваться как заданные, являясь воздействиями, аргументами, а две другие – как их функции, отклики. Существует шесть вариантов такого представления, определяя шесть разновидностей систем уравнений второго порядка, описывающих электрическое состояние четырехполюсника в тех или иных параметрах. Рассмотрим те из них, которые наиболее широко используются в радиоэлектронике.
1.Система параметров. Для определения параметров четырехполюсника в качестве аргументов используют токи,, а в качестве функций – напряжения,: на основании второго закона Кирхгофа записывают систему уравнений
(2.22)
которая в матричной форме имеет вид:
(2.23)
Размерность параметров – размерность сопротивления, Ом.
Для определения параметров и выяснения их физического смысла применим процедуру мысленного размыкания одной из пар зажимов четырехполюсника, определяяпараметры в режиме холостого хода, когда илиили.
–входное сопротивление в режиме холостого хода выхода;
–взаимное сопротивление обратной передачи с выхода на вход в режиме холостого хода входа;
–взаимное сопротивление прямой передачи в режиме холостого хода выхода;
–выходное сопротивление в режиме холостого хода входа.
2.Система параметров. В этом случае в качестве аргументов используются напряжения ,, а в качестве функций – токи,. На основании первого закона Кирхгофа записываем систему уравнений
(2.24)
которая в матричной форме имеет вид:
(2.25)
Размерность параметров – размерность проводимости, См.
параметры четырехполюсника и их физический смысл определяются в режиме короткого замыкания, когда или , или.
–входная проводимость при короткозамкнутом выходе;
–взаимная проводимость обратной передачи при короткозамкнутом входе;
–взаимная проводимость прямой передачи в режиме короткого замыкания выхода;
–выходная проводимость в режиме короткого замыкания входа.
3. Система параметров. При определении гибридных параметров в качестве аргументов используются входной токи выходное напряжение, а в качестве функций – входное напряжениеи выходной ток. Система уравнений имеет следующий вид:
(2.26)
В матричной форме (2.26) имеет вид:
(2.27)
Гибридные коэффициенты определяются в разных режимах.
–входное сопротивление в режиме короткого замыкания выхода;
–безразмерный коэффициент обратной передачи напряжения в режиме холостого хода входа;
–безразмерный коэффициент прямой передачи тока в режиме короткого замыкания выхода;
–выходная проводимость в режиме холостого хода входа.
Для примера на рис. 2.11 приведена формальная эквивалентная схема замещения четырехполюсника в системе параметров.
Исторически сложилось так, что в радиотехнических справочниках характеристики электронных ламп и полевых транзисторов приводятся в системе параметров, а характеристики биполярных транзисторов – в системепараметров. В дальнейшем при анализе схем на электронных приборах, работающих в линейном режиме, будем пользоваться формальной эквивалентной схемой замещения в системепараметров.
Рис. 2.11. Формальная эквивалентная схема замещения четырехполюсника в системе параметров