5.6. Зависимые источники напряжения и тока

Понятие зависимых или управляемых источников напряжения и тока вводится для построения эквивалентных схем. Управляемый источник - элемент с входным и выходным парами выводов, т.е. четырехполюсник. Соответственно различаются четыре типа:

1. ИНУН с матрицами

; .

Остальные матрицы не существуют.

2. ИНУТ

; ,

т.е. напряжение зависит от тока ветви, которая считается входной.

2. ИТУН

; .

2. ИТУТ

; .

Рис. 5.10.

Примеры использования зависимых источников напряжения и тока.

а) Гиратор (инвертор сопротивления) - у этого элемента входное сопротивление пропорционально проводимости нагрузки. Задается одной из матриц

; ; ; ,

где - коэффициент гирации. (Матрицы и не существуют). Это невзаимный четырехполюсник, т.к. а не , .

Графическое изображение гиратора приведено на рис. 5.11, а, а эквивалентная схема двух управляемых источников - на рис. 5.11, б.

Рис. 5.11.

Входное сопротивление . Заметим, например, что при емкостной нагрузке входное сопротивление гиратора индуктивное, т.е. можно реализовать индуктивный элемент с помощью активного четырехполюсника и емкость элемента.

Такой элемент выпускается в виде микросхемы.

б) Конвертор сопротивления - у него входное сопротивление пропорционально сопротивлению нагрузки

,

.

Эквивалентная схема на рис. 5.12. Если один из коэффициентов и отрицателен, то при получаем элемент с отрицательным сопротивлением.

в) Идеальный трансформатор - у него управляемый источник тока в первичной и управляемый источник - во вторичной цепи.

5.7. Вторичные параметры пассивных четырехполюсников

На практике очень часто важно согласование входного сопротивления четырехполюсника и сопротивления нагрузки. Например, телевизионная антенна. Пусть четырехполюсник симметричный, тогда

.

Чтобы должен быть .

Т.е. если , то входное сопротивление четырехполюсника равно этой величине. Параметр называется характеристическим сопротивлением симметричного четырехполюсника, а режим - режимом согласованной нагрузки.

Вторым вторичным параметром является постоянная передачи четырехполюсника

.

Она определяется только при согласованной нагрузке, т.е. при .

, где - постоянная ослабления, а - постоянная фазы.

Постоянная передачи однозначно связана с коэффициентами четырехполюсника

.

Заметим, что четырехполюсники часто задаются вторичными параметрами. Разработаны уравнения, связывающие первичные и вторичные параметры

; ; ,

т.е. связаны через гиперболические функции.

; ; .

Несимметричные четырехполюсники определяются тремя коэффициентами, поэтому и вторичных параметров у такого четырехполюсника три: - характеристическое сопротивление со стороны первичных выводов; - характеристическое сопротивление первичных, вторичных и постоянная передачи . (При )

,

,

,

; .

5.8. Активные автономные чп

У неавтономных ЧП и появляются только при поступлении сигнала на вход. У автономных токи и напряжения на первичных и вторичных выводах могут быть и при отсутствии внешних источников сигналов. При этом системы уравнений необходимо дополнить:

где и — токи в режиме к.з. и первичных и вторичных выводов

Рис. 5.12

Автономный ЧП (рис. 5.12, а) можно заменить неавтономным с теми же коэффициентами (рис. 5.12, б), но с токами и , при этом неавтономный можно представить любым из двух замещений (рис.5.14,в,г). При этом если неавтономный ЧП обратимый ,то обратимым будет и автономный ЧП. Если использовать ИН (рис.5.14,в), то получим

Таким образом, активные автономные источники в общем случае характеризуются 6 параметрами.