1.3. Общая характеристика нелинейных емкостных

сопротивлений.

Нелинейные конденсаторы называют варикондами. Их условное обозначение приведено на рис. 18.2, а. Пространство между обкладками вариконда заполняют сигнетодиэлектриком. Диэлектрическая проницаемость сигнетодиэлектрика является функцией напряженности электрического поля. Сигнетоэлектрики обладают гистерезисом (рис. 18.2, в). Это свойство обусловлено отставание вектора электрического смещения от вектора напряженности поля . Площадь петли гистерезиса характеризует потери энергии за один период изменения Е.

Кроме потерь на гистерезис вариконды характеризуются потерями, обусловленными проводимостью сигнетодиэлектрика. Поэтому схема замещения вариконда имеет вид рис. 18.2, б. На рис. R_Г.П. в расчетном отношении имитирует активные потери в вариконде.

При анализе цепей гистерезисом и потерями в вариконде обычно пренебрегают. Зависимость принимают в виде пунктирной кривой рис 18.2, в.

2. Основные преобразования, осуществляемые

С ПОМОЩЬЮ НЭЦ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Четырехполюсник, или шестиполюсник, в состав которых входят одно или несколько НС, будем называть нелинейными (НЧ, НШ). С помощью НЧ и НШ в цепях переменного тока можно получить ряд очень важных преобразований. Перечислим некоторые из них.

1. Преобразование переменного тока в постоянный. Устройства, выполняющие такое преобразование, называется выпрямителями.

2. Преобразование постоянного тока в переменный, с помощью автогенераторов.

3. Умножение частоты в целое число раз, посредством умножителей.

4. Деление частоты (посредствам делителей).

5. Осуществить триггерный эффект (скачкообразное изменение выходной величины при воздействии управляющего сигнала).

6. Произвести модуляцию (изменение амплитуды, частоты или фазы высокочастотного сигнала по закону изменения управляющего низкочастотного сигнала). Устройства, выполняющие эту функцию, называют модуляторами.

7. Осуществить демодуляцию т.е. выделить из высокочастотного АМ, ЧМ или ФМ сигнала управляющий сигнал, посредством демодуляторов.

8. Преобразовать желаемым образом форму входного напряжения (например, синусоидальное напряжение в напряжение прямоугольной формы).

9. Осуществить усиление напряжения (тока, мощности) с помощью усилителей.

10. Выполнить степенное или логарифмическое преобразование входного напряжения или тока.

Практически все приведенные преобразования осуществляют с помощью устройств, содержащих нелинейные элементы. В этом смысле они являются нелинейными. Однако, когда диапазон изменений входной величины относительно мал, эти преобразования могут обладать почти линейной зависимостью амплитуды (действующего или среднего значения) выходной величины от амплитуды входной величины. В таких случаях стремятся выбрать режим работы преобразователя так, чтобы работа его проходила именно на линейном участке ВАХ. Так поступают, в частности, при использовании полупроводниковых и магнитных усилителей тока, напряжения, мощности.

В нелинейных электрических цепях переменного тока могут возникать специфические явления. Перечислим некоторые из них.

1. Возникновение интенсивных колебаний на высшей гармонике при их отсутствии на входе.

2. Возникновение субгармонических колебаний (их частота в целое число раз меньше частоты источника).

3. Возникновение колебаний в цепи на гармонике с частотой , где m, n – целые, ω – частота источника.

4. Возникновение автомодуляции – периодического изменения амплитуды напряжения без внешнего воздействия.