(1)2 Основные понятия линейных электрических цепей. Аттенюаторы. Идеальные и реальные источники напряжения. Источники тока.

Резистор - (сопротивление). Подключение – последовательные/параллельное.

Это активный элемент (не зависит от частоты). Такие элементы усиливают электрический сигнал за счет источника питания. Пассивные элементы рассеивают энергию.

Аттенюатор – это делитель напряжения.

Конденсатор – параметр емкости.

Катушка (Индуктивность) - это элемент, в котором энергия электрического тока, превращается в энергию магнитного поля.

Трансформатор – пассивный элемент. Не усиливает мощность. Состоит из двух катушек (первичной и вторичной обмотки).

; ;

Электрическая цепь – совокупность связанных между собой электрических элементов, по которым протекает электрический ток.

Напряжение – это энергия, которая затрачена на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом, в точку с высоким.

Ток – это скорость перемещения электрического заряда.

Мощность – работа, совершающаяся за единицу времени.

Идеальный источник напряжения обеспечивает напряжение, независимо от нагрузки => не зависит от тока.

Реальный источник напряжения имеет внутреннюю нагрузку, в отличии от идеального, который не зависит от нагрузки :

I – источник тока.

Идеальный: Поддерживает постоянный ток во внешней цепи, независимо от величины сопротивления нагрузки и приложенного напряжения.

Реальный: Имеет ограниченный диапазон напряжения. ВЫХ ток нельзя считать абсолютно постоянным.

Работает в режиме, близком к короткому замыканию.

(2)4 Пассивные фильтры низких частот.Пассивные ФНЧ - интегр цепь (сигнал на выходе изменяется пропорционально интегралу входного сигнала).С хема, которая без изменений передает сигналы низких частот, а на высоких обеспечивает затухание сигналов и запаздывание их по фазе относительно ВХ сигнала.

Uвых = Uвх - U_R

U_R = I * R

J = Uвх/R + ХС = Iс

Xc = -1/jwc

ЛАЧХ (верхний), ФЧХ (нижний).Для анализа схемы во временной области подаем на ВХ положительный и отрицательный скачок напряжения:

Описание в частотной области. Для расчета частотной характеристики применим формулу отношения напряжений:

Если , тогда

Описание во временной области. Единичный скачок. В качестве меры времени установления выходного напряжения принята постоянная времени τ=RC Идеальный интегратор.

( 3)5. пассивный ФВЧ – дифференцирующая цепь (Uвх пропорционально производной входного сигнала) – схема, которая без изменений передает сигналы высоких частот, а на низких обеспечивает затухание сигналов и опережение их по фазе относительно входного сигнала.

Uвых= Uвх- Uс, Uс=I/Xc, Xc=-1/jωc, Uвых =Ic*R

Дифференциатор:

– идеальный дифференциатор

ЛАЧХ и ФЧХ ФВЧ

φ=45^о-фазовый сдвиг.

Подадим на вход единичный скачек:

Выходное напряжение повторяет скачек напряжения от нуля до U_I, затем убывает по экспоненте снова до нуля. Если входное напряжение скачком изменяется от U_I до нуля, то Uвых скачком уменбшается от нуля до - U_I.

Uср=0. т.к. через конденсатор не может протекать постоянный ток, =>RC-цепь не пропускает постоянную сигнала. Чем выше составляющая времени, тем дольше разряжается конденсатор.

- прохождение последовательности однополярных импульсов через ФВЧ (Uср=0).

(4)6. Пассивные полосовые и режекторные фильтры.

П ПФ – последовательное соединение ФНЧ и ФВЧ, пропускает сигналы в заданной полосе частот и подавляет сигналы другого частотного диапазона.

Фазовый сдвиг φ=0, коэфф-т передачи равен 1/3. К_∑=К_фнч-К_фвч.

АЧХ и ФЧХ:

ПЗФ – подавляет сигнал в заданной полосе частот:

Сигналы высоких частот передаются через 2 конденсатора С, а сигналы низких частот – через резисторы R.

Структурная схема:

Область средних частот:

Uвых=Uвых фнч – Uвых фвч

на f₀ – вх. сигнал полностью подавляется.

(5)7. Полупроводниковые диоды. Параметры, разновидности, характеристики.

Диод – полупроводник, который пропускает ток в одном направлении. Имеет один электронно-дырочный переход и 2 вывода.

, если Uак>0 – VD открыт, если Uак<0 – VD заперт.

Режим работы определяется ВАХ:

Идеальный диод Идеализированный диод

Параметры: 1) Uпр, 2) Iобр(ток утечки), 3)Iпр max, 4) Uобр max, 5) Pmax.

Прямой ток резко возрастает, при малых положительных напряжениях Uак, однако он не должен превышать Imax, иначе будет пробой.

Разновидности: 1) выпрямительные диоды (низкочастотные), 2) импульсные(высокочастотные), 3) стабилитрон (для стабилизации постоянного напряжения), 4) туннельный диод, 5) двуханодный стабилитрон , 6) варикап , 7) тиристор (управляющий диод, применяется как электронный ключ), 8) оптоэлекторнные приборы: а) светодиод ; б) фотодиод ; в) оптрон .

Когда Uвх>0 VD открывается и Uвых= переменному U на диоде. Когда Uвх<0 диод заперается и Iд=Iобр.