- •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
2.3. Частотные характеристики линейных цепей
с сосредоточенными параметрами
Частотные характеристики являются важнейшими характеристиками электронных устройств. Они позволяют определить рабочий диапазон частот и оценить возможные амплитудные и фазовые искажения сигнала при его прохождении через цепь. Наиболее удобным методом анализа процесса передачи сигнала через электронное устройство является спектральный метод. Он позволяет сложный сигнала представить в виде ряда или интеграла Фурье, а на основании принципа суперпозиции отклик линейной цепи на сложный сигнал представить как сумму откликов на каждую гармоническую составляющую сложного сигнала.
При теоретическом исследовании основными характеристиками линейных цепей являются их комплексные передаточные или входные функции , связывающие комплексные амплитуды гармоник колебаний реакции и воздействия:
,
, (2.28)
где – частота гармоники, независимая переменная, изменяющаяся в диапазоне от 0 до. Зависимость модуля комплексной передаточной функции от частотыназываютамплитудно-частотной характеристикой цепи (АЧХ), а зависимость ее аргумента от частоты –фазо-частотной характеристикой (ФЧХ).
Теоретическое исследование цепей проводится по такому алгоритму: 1) для режима гармонических колебаний составляют уравнения цепи; 2) решают эти уравнения; 3) определяют передаточную или входную функцию цепи; 4) определяют ее модуль (АЧХ) и аргумент (ФЧХ); 5) строят графики АЧХ, ФЧХ и анализируют полученные результаты.
Частотные характеристики цепи
1) Рассмотрим дифференцирующую цепь, возбуждаемую источником гармонического напряжения с комплексной амплитудой(рис. 2.12). В качестве выходного сигнала рассмотрим напряжение на резисторе.
Рис. 2.12 Дифференцирующая цепь
Следуя указанному алгоритму, на основании закона Кирхгофа для напряжений, запишем уравнение цепи:
.
Решая его, находим ток . Используя закон Ома, найдем искомое напряжение
.
Определив выходное напряжение, получаем выражение для комплексной передаточной функции
.
Выделяя модуль и аргумент комплексной передаточной функции, получаем выражения, определяющие АЧХ
,
и ФЧХ
.
По полученным формулам рассчитываем и строим графики частотных характеристик. Характерный вид амплитудно-частотной характеристики и фазо-частотной характеристики для конкретных значений и показан на рис. 2.13 и 2.14.
| ||
Рис. 2.13 АЧХ |
|
Рис. 2.14 ФЧХ |
2) Рассмотрим интегрирующую цепь, возбуждаемую гармоническим напряжением с комплексной амплитудой(рис. 2.15). В качестве выходного сигнала рассмотрим напряжение на ёмкости.
Следуя указанному алгоритму, на основании закона Кирхгофа для напряжений, запишем уравнение цепи:
.
Рис. 2.15. Интегрирующая цепь
Из решения уравнения цепи найдем ток . Определив ток по закону Ома, найдем искомое напряжение.
Определив выходное напряжение, выделяем комплексную передаточную функцию
.
Выделяя модуль и аргумент комплексной передаточной функции, получаем выражения, определяющие АЧХ
и ФЧХ
.
По полученным формулам рассчитаем и построим графики частотных характеристик цепи. Типичный вид амплитудно-частотной характеристики и фазо-частотной характеристики интегрирующей цепи для конкретных значений и показан на рис. 2.16 и 2.17.
| ||
Рис. 2.16 АЧХ |
|
Рис. 2.17 ФЧХ |