Учебник Каллер

Рис. 1 . 1 6

трансформаторов в противоположных направлениях. Поэтому напря­

жение накачки не влияет на источник сигналовк (подключенный к зажи­ мам 1-2) и приемник (подключенный зажимам 3-4) . Этим достига­

етсяО О н . развяО\1ка цепей накачки и сигналов. В то же время проводимость диодов VD и \ID2 изменяется по гармоническому закону с частотой

Напряжение сигнала и1 (t) вызывает в цепи с диодаМJ-! ток, прохо­

дящий по полуобмоткам трансформаторов в одном направлении . Этот

ток обусловливает появление на зажимах 3-4 переменного напряже­ ния и2 (t) , амплитуда которого изменяется в соответствии с законом

накачки изменяется проводимость диодов. Таким образом, с точностью

до постоянного множителя

в соответствии с известным тригонометрическим соотношением

напряжение и2 (t) , определяемое выражением (1 .56), можно представить в виде

31

ляемой емкости используют емкость перехода любого полупроводни­

кового прибора. На практике применяют электронные управляемые

емкости, называемые в а р и к а п а м и.

Связь между напряжением и током в конденсаторе с переменной ем­

костью определяют соотношением (1 .53) . Для углубления понимания

рассмотрим процессы и энергетические соотношения в указанном кон­

.денсаторе с физической точки зрения.

Предположим для простоты, что емкость конденсатора изменяется

энергии q2/2Co. Если предоставить подвижной пластине возможность

двигаться под действием сил притяжения разноименных зарядов, то пластины сблизятся, емкость возрастет, запас энергии q2/!2 (СО + C)1

низится, так как часть ее израсходовалась на перемещение пластины. Величина Uс также уменьшится. Если , наоборот, используя внешнююилу и преодолевая силы притяжения зарядов, раздвинуть пластины, то емкость уменьшится, энергия q2ff2 (Со - C)} станет больше. Приращение энергии будет равно работе, затраченной на раздвиже­ ние пластин, возрастет и ис.

Рассмотрu им конденсатор , находящийся под переменным напряже­ нием (t), емкость которого уменьшается при максимальных мгновен­ ных значениях напряжения на нем и увеличивается при нулевых его значениях (рис. 1 . 1 8, а и б).

32

C(t)

Глава 2

ПРИЕМЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА

2.1. ПРИМЕРЫ РАЗВЕТВЛЕННЫХ цеПЕЙ

ВУСТРОЙСТВАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОй ТЕЛЕМЕХАНИКИ

ИСВЯЗИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕй

Электрические цепи устройств телемеханики и связи, как правило, разветвленные. Рассмотрим, например, часть схемы кодированной стан­ ционной рельсовой цепи (блок БПК) (рис. 2. 1 , а). На рисунке показана также цепь тягового тока, обтекающего рельсовые нити. Если сопро­

тивления последних неодинаковы, то в рельсовую цепь вместе с сиг­ нальными токами попадает часть тягового тока, оказывающего мешаю­

щее действие. При рассмотрении питающего конца рельсовой цепи схе­

му, приведенную на рис. 2. 1, а, можно упростить, заменив цепь тяго­

Рис. 2.1

37

а) С(

о-/I--+---Н

(рис. 2.2. 6). Следующий шаг по упрощению схемы усилителя может

заключаться в замене транзистора его эквивалентной схемой.

Как и в первом примере, схема усилителя представляет собой

многоконтурную цепь с действующими в контурах источниками напря­ жения. При этом один из источников напряжения иВХ представляет

и

В обоих случаях мы сталкиваемся с многоконтурностью и разнооб­

разием форм напряжений действующих источников.

В разветвленных цепях устройств телемеханики и связи одновре­ менно действуют источники напряжения самой разнообразной формы в

отличие от сетей энергоснабжения, в которых напряжения совместно питающих сеть электростанций имеют одно и то же значение и частоту.

ния и токов 1 (р) и сопротивлений Z (р) , то при расчете цепей с источниками напряжения произвольной формы можно применять те же приемы, что и при расчете резистивных цепей или цепей переменно­ го тока символическими методами. Во всех случаях действуют закон Ома и законы Кирхгоффа.

Однако если пользоваться операторными изображениями напряже­

2.2. ГРАФ ЭЛЕКТРИЧЕСКОй ЦЕПИ

Простейшие электрические цепи имеют только одну ветвь или толь­ ко два узла. Связь между напряжением и током вутакихкцепях вполне

определяется одной из ее характеристик: Z (р) , (р) , (t) . А (t) , . . .

В разветвленной цепи связи между напряжениями и токами опре­

деляются характеристиками отдельных ветвей и способом соединения последних между собой. Свойства отдельных ветвей разветвленных це-

38

пей чаще всего характеризуются их полными сопротивлениями Zi (р)

или проводимостями Yi (р), где номер ветви. Способ соединения

i -

ветвей между собой зависит от схемы цепи и может быть отображен ее г р а ф о м - чертежом, показывающим соединения ветвей цепи меж­

ду собой. Граф электрической цепи (рис. 2.3) приведен на рис. 2.4, а.

В нем различают у з л ы и в е т в И. Одчн из узлов выбирают базис­ ным. Если на ветвях графа цепи стрелками обозначены выбранные ус­

ловные направления тока, то граф называют о р и е н т и р о в а н - н ы м.

Все ветви графа можно разбить на две части. В первую входят не­ замкнутые последовательности ветвей, проходящие через все узлы гра­ фа. Образуемую этими ветвями геометрическую фигуру называют дере­ вом графа. Во втрую входят ветви, подключение которых образует зам­

кнутые контуры. Эти ветви называют з а м ы к а н и я м и (иногда р е б р а м и) графа . Разбить ветви графа на дерево и замыкания можно

многими способами, два из них для рассматриваемого графа приведе­

ны на рис. 2.4, б и 8. Здесь ветви дерева изображены сплошными лини­

ями, а замыкания - штриховыми.

Каждый контур , образованный подключением к дереву графа од­

ной из ветвей замыканий, является независимым, поскольку содержит

в себе ветвь - замыкание - , входящую только в данный контур. По­

этому число ветвей - замыканий графа - равно числу независимых

контуров цепи.

В графе цепи можно выделить п у т и - незамкнутые последова­

тельности ветвей, при которых в каждый узел входит и выходит по од­

ной ветви. Как будет показано далее, использование понятий графа це­

пи, деревьев, замыканий и путей графа облегчает расчет цепей.

2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВХОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИй (ПРОВОДИМОСТЕЙ)

И СОПРОТИВЛЕНИй (ПРОВОДИМОСТЕЙ) ПЕРЕДАЧИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Рассмотрим схему, приведенную на рис. 2.3. Допустим, что задан­

ными активными элементами в ней являются источники напряжения,

а определению подлежат токи. Эту задачу удобно решить методом кон­

Турных токов, выбрав в качестве последних искомые токи.

39