Таким образом, в отличие от идеального трансформатора идеальный гиратор, как и любой инвертор положительного сопротивления, преобразует сопротивления не только по модулю, но и по знаку.

Способность гираторов имитировать индуктивные катушки и трансформаторы особенно привлекательна для применения их в микроэлектронике, поскольку реа лизация индуктивных элементов в составе интегральных микросхем другими мето дами затруднена.

Вопросы для самопроверки

1.В чем заключается отличие невзаимных проходных четырехполюсников от взаимных?

2.Как формулируется теорема взаимности?

3.Проанализируйте утверждения: 1) взаимный четырехполюсник обладает усилением по мощности; 2) этим свойством обладают только некоторые не взаимные четырехполюсники. Выберите правильный вариант и объясните его.

4.Какой физический механизм обеспечивает усиление по мощности, т.е. пре вышение мощности на выходе четырехполюсника по сравнению с мощностью на входе?

5.Дайте развернутое определение усилителя с позиций общей теории четырех полюсников

6.Амплитуда напряжения на выходе последовательного колебательного конту ра, включенного как четырехполюсник, может многократно превышать ам плитуду напряжения на его входе. Почему же эта цепь не называется усили телем?

7.Какое значение имеют нелинейные управляемые резистивные элементы (электронные лампы и транзисторы) для усилителей? Почему за этими эле ментами закрепилось название усилительных?

8.Существуют четыре типа управляемых источников: ИНУН, ИНУТ, ИТУН, ИТУТ. Подготовьте развернутые ответы на вопросы: 1) каков смысл этих аббревиа тур; 2)почему управляемых источников – всего лишь четыре типа и больше быть не может; 3) как записывают основные уравнения этих управляемых ис точников; 4) каков физический смысл коэффициента управления источ ником?

9.Докажите справедливость утверждения, что все линейные управляемые ис точники являются активными невзаимными четырехполюсниками, обла дающими бесконечно большим усилением по мощности.

10.Как скорректировать математическое описание управляемых источников, чтобы усиление по мощности стало конечным?

11.Что представляет собой идеальный усилитель напряжения с позиций общей теории четырехполюсников?

690

12.Чем отличается идеальный усилитель напряжения от ИНУН?

13.Каковы функциональные возможности идеального усилителя напряжения?

14.Повторите ответы на вопросы 10 – 12, но уже для идеального усилителя тока. Как применяют в таком усилителе ИТУТ?

15.Дайте определение и укажите основные свойства идеального трансимпеданс ного (трансрезистивного) усилителя. Почему такой усилитель можно тракто вать как преобразователь ток – напряжение? Как применяют в таком усили теле ИНУТ?

16.Опишите идеальный транскондуктивный (трансадмитансный ) усилитель. Почему его называют преобразователем напряжение – ток? Как используют в нём ИТУН?

17.«Развязывание» – это жаргонное выражение, которое означает электрическое разделение источника энергии и нагрузки или, что по существу то же, устра нение взаимного влияния каскадов цепи. Предположим, имеется две много каскадные цепи, но в одной – все каскады «развязаны», а в другой – нет. Это существенно влияет на анализ цепей. Как именно?

18.Каскады, входящие в цепь любой сложности, можно рассчитывать, реализо вывать (изготавливать) и настраивать на нужные характеристики независи мо друг от друга. Когда это допустимо: если каскады развязаны или, напро тив, не развязаны?

19.Какими схемотехническими средствами осуществляется: 1) имитация индук тивных катушек; 2) масштабное умножение ёмкости; 3) реализация участков цепи с отрицательным входным сопротивлением?

20.Какие четырехполюсники называются однонаправленными? Докажите, что к таковым принадлежат идеальные управляемые источники и идеальные уси лители.

21.Критически проанализируйте утверждения: 1) однонаправленные четырех полюсники не могут быть реализованы в принципе; 2) могут быть разработа ны четырехполюсники с преимущественной передачей энергии в одном на правлении (по сути они – неплохое приближение к однонаправленным четы рехполюсникам). Дайте развернутые пояснения.

22.Что представляет собой четырехполюсники с обратной связью? Где и как формируется обратная связь (ОС) ?

23.Какая ОС называется внутренней? внешней?

24.Чем отличается частотно зависимая ОС от частотно независимой? Приведите примеры.

25.Какая ОС называется отрицательной? положительной? Как судить о типе ОС по значению петлевого коэффициента передачи?

26.Предположим, что вспомогательный четырехполюсник в цепи с обратной связью (ЦОС) имеет АЧХ с резко выраженным минимумом. (Таким свойством обладает, например, последовательная LC цепь в одном из своих включений в качестве четырехполюсника.) Какой предположительно будет АЧХ цепи с отрицательной ОС?

691

27.Запишите определяющие математические соотношения для идеального опе рационного усилителя (ОУ) с дифференциальным входом и объясните их смысл. В чем проявляется здесь идеализация ОУ? Как изменяются упомяну тые соотношения для неидеального ОУ?

28.Нарисуйте схему замещения идеального ОУ и объясните её смысл. Насколько важна эта схема: 1) в познавательном отношении; 2) для анализа цепей с ОУ на практике?

29.Как составляют уравнения электрического равновесия (УЭР) для цепей с ОУ? Приведите примеры.

30.Изобразите цепи с ОУ: 1) усилители заряда, инвертирующие и неинверти рующие усилители напряжения; 2) масштабные усилители и сумматоры; 3) дифференцирующие и интегрирующие цепи. Опишите принцип действия этих цепей.

31.Перечислите основные типы преобразователей сопротивлений.

32.Рассмотрите частный случай инвертора положительного сопротивления – идеальный гиратор – и дайте ему всестороннее описание.

33.Как можно использовать гираторы для имитации индуктивных элементов и трансформаторов? Насколько эта возможность полезна для практики?

Задачи

7.74м. Покажите, что четырехполюсники рис. Т7.60, а, б не являются взаимны

ми.

Рис. Т7.60

7.75. При каких соотношениях между параметрами элементов четы рехполюсники, изображенные на рис. Т7.61, а, б являются взаимными?

Рис. Т7.61

692

должен быть ток , чтобы можно сделать вывод о том, что четырехполюсник: а) взаимный; б) невзаимный? Возьмите 1 В, 2 В, 2 мА.

Рис. Т7.63

7.78.Схема замещения трехкаскадного усилителя приведена на рис. Т7.64. Оп ределите отношение напряжений вых⁄ вх.

7.79.Схема четырехполюсника приведена на рис. Т7.65. При каком значении отношение ⁄ отрицательно?

Как можно использовать емкостный эффект?

693

7.85м. Решите задачу 7.84 для четырехполюсника, изображенного на рис.

Т7.71.

7.86.Определите эквивалентную индуктивность между зажимами 1 1' цепи рис. Т7.72 при условии, что к зажимам 2 2' подключен элемент . Как можно ис пользовать индуктивный эффект?

7.87.Найдите эквивалентную индуктивность между зажимами 2 2' цепи рис.

Рис. Т7.74

7.90р. Определите комплексный коэффициент передачи по напряжению четырехполюсника рис. Т7.75, в состав которого входит идеальный опера

ционный усилитель.

695

Для рис. Т7.60, б замените источник тока эквивалентным источником на пряжения, составьте для преобразованной схемы уравнения электрического равно

и рассматриваемый четырехполюсник является невзаимным.

7.83м 7.85м. При определении входного сопротивления нагруженного неавто номного четырехполюсника последний можно рассматривать как неавтономный двухполюсники применить метод пробного источника (см. модуль 4.2.)

.

697