5.9. Операционный усилитель (оу)
Он
относится к классу активных неавтономных
ЧП и имеет дифференциальный вход с
большим сопротивлением, большой
коэффициент усиления и малое выходное
сопротивление. Обозначение приведено
на рис. 5.13, а, а простейшая
эквивалентная схема на рис. 5.13, б.
ОУ содержит инвертирующий и неинвертирующий
входы. ЭДС управляемого источника
,
где
-коэффициент
усиления (до
).
У идеального ОУ считают
(Тогда можно считать, что
).
Более сложные схемы замещения учитывают уже нелинейность характеристик.
Для схемы рис. 5.13, б:
тогда
.
Рис. 5.13.
|
|
Рис. 5.14. |
Рис. 5.15. |
ОУ часто применяют в схемах активных неавтономных ЧП (гираторах, конверторах, управляемых источниках, фильтрах и т.д.). На рис.5.14 для примера приведена реализация управляемого источника тока с использованием идеального ОУ.
Второй пример использования ОУ в фазовращателе (рис. 5.15, а). Схема замещения приведена на рис. 5.15, б, где
,
тогда коэффициент передачи по напряжению
.
При
,
,
т.е. амплитуда не изменяется, а фаза
изменяется.
6. Цепи с распределенными параметрами
6.1. Первичные параметры длинной линии
До
этого мы рассматривали цепи, состоящие
из элементов с сосредоточенными
параметрами
и
.
Ток, входящий в каждый из этих элементов,
считается равным току, выходящему из
него. В этом разделе будут рассмотрены
некоторые цепи
с распределенными параметрами,
в которых токи
и напряжения
изменяются не только во времени, но и в
пространстве. Например, если на входе
цепи гармоническое колебание, то значение
фазы напряжения может повторяться в
пространстве через расстояние
:
при этом
называется длиной
волны. В
общем случае цепь характеризуется тремя
размерами
и
.
Если
выполняются условия сосредоточенности
,
то цепь можно считать цепью с
сосредоточенными параметрами. Если не
выполняются, имеем систему с
объемно-распределенными параметрами,
например, электромагнитное поле в
волноводе или открытом пространстве.
Если
в электрической системе условие
сосредоточенности не выполняется для
одного
,
то она называется электрической
длинной линией
(цепь с линейно-распределенными
параметрами). Например, двухпроводная
линия (симметричный фидер (рис. 6.1, а))
и коаксиальная линия (несимметричный
фидер (рис. 6.1, б)).
|
Рис. 6.1 |
Чтобы
найти изменение тока и напряжения вдоль
линии нужно считать, что каждый ее сколь
угодно малый элемент обладает
сопротивлением и индуктивностью, а
между проводами — емкостью и проводимостью.
Если эти параметры распределены вдоль
линии равномерно, то такую линию называют
однородной.
Индуктивность определяет магнитный
поток, который сцепляется с током
проводника, тепловые потери с учетом
поверхностного эффекта обусловливают
продольное активное сопротивление
цепи; емкость цепи определяют емкости
проводников по отношению к земле и
емкости между проводами; поперечную
активную проводимость цепи определяет
несовершенство изоляции. Эти параметры,
отнесенные к единице длины называются
первичными
параметрами длинной линии
и называются еще погонными индуктивностью
(
,
Гн/м), сопротивлением потерь (
,
Ом/м), емкостью (
,
Ф/м) и проводимостью утечки (
,См/м),
а
и
- соответственно погонными полным
сопротивлением и проводимостью . Условно
их можно показать как на рис. 6.2.
Заметим, что
,
так как
и
не связаны друг с другом. Отметим также,
что на низких частотах линию небольшой
длины можно считать цепью с сосредоточенными
параметрами. Так, что понятие “длинной”
и “короткой” линии связано с частотой,
на которой работает линия. Линия считается
«длинной», если длина волны сравнивается
с длиной линии.
Рис. 6.2.