- •Часть I. Цепи, сигналы, электроника и схемотехника
- •Часть II. Практикум на Electronics Workbench
- •Глава 1. Электрические цепи Часть I. Цепи, сигналы, электроника и схемотехника
- •1. Электрические цепи
- •1.1. Ток, напряжение, мощность и энергия
- •1.1. Ток, напряжение, мощность и энергия
- •Глава 1. Электрические цепи
- •1.2. Элементы электрических цепей и их уравнения
- •1.2. Элементы электрических цепей и их уравнения
- •Глава 1. Электрические цепи нику напряжения при малых токах близки аккумуляторы, батареи, электрическая сеть 220 в/50 Гц. Идеальный источник тока — это элемент, генерирующий задан-
- •1.2. Элементы электрических цепей и их уравнения
- •Глава 1. Электрические цепи л . Емкость измеряется в фарадах (ф). В радиоэлектронике чаще ис-
- •1.2. Элементы электрических цепей и их уравнения
- •Глава 1. Электрические цепи Из анализа этой формулы следует, что условие передачи максиму-
- •1.3. Электрическая цепь и уравнения соединений
- •1.3. Электрическая цепь и уравнения соединений
- •Глава 1. Электрические цепи Контур цепи — это замкнутый путь из ветвей. Например, в цепи
- •1.3. Электрическая цепь и уравнения соединений
- •Глава 1. Электрические цепи
- •1.3. Электрическая цепь и уравнения соединений
- •Глава 1. Электрические цепи
- •2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.1. Гармоническое колебание и комплексная амплитуда
- •2.1. Гармоническое колебание и комплексная амплитуда
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии Комплексные амплитуды нескольких сигналов удобно изобразить
- •2.2. Уравнения элементов в комплексной форме
- •2.2. Уравнения элементов в комплексной форме
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.2. Уравнения элементов в комплексной форме
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.3. Уравнения соединений в комплексной форме
- •2.3. Уравнения соединений в комплексной форме
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.3. Уравнения соединений в комплексной форме
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.4, Мгновенная, активная, полная и реактивная мощности
- •2.4. Мгновенная, активная, полная и реактивная мощности
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •2.4. Мгновенная, активная, полная и реактивная мощности
- •Глава 2. Цепи при гармоническом воздействии
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.1. Особенности анализа сложных цепей
- •3.2. Метод узловых напряжений
- •3.2. Метод узловых напряжений
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.2. Метод узловых напряжений
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.3. Метод контурных токов
- •3.3. Метод контурных токов
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей Рассмотрим изменения, возникающие в уравнениях цепи, обуслов-
- •3.3. Метод контурных токов
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.4. Свойства линейных цепей
- •3.4. Свойства линейных цепей
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.4. Свойства линейных цепей
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •3.4. Свойства линейных цепей
- •Глава 3. Методы анализа сложных электрических цепей
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.1. Четырехполюсники
- •4.1. Четырехполюсники
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.1. Четырехполюсники
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.1. Четырехполюсники
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.2. Электрические фильтры
- •4.2. Электрические фильтры
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии Кроме ачх для описания фильтра используют фазочастотную ха-
- •4.2. Электрические фильтры
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.2. Электрические фильтры
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.2. Электрические фильтры
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.3. Длинные линии и телеграфные уравнения
- •4.3. Длинные линии и телеграфные уравнения
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.3. Длинные линии и телеграфные уравнения
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.3. Длинные линии и телеграфные уравнения
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.4. Коэффициент отражения, стоячие и смешанные волны
- •4.4. Коэффициент отражения, стоячие и смешанные волны
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •4.4. Коэффициент отражения, стоячие и смешанные волны
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии
- •Глава 4. Четырехполюсники, фильтры и длинные линии 7. Используя частотные свойства конденсатора и катушки индуктивности, объяснить работу фнч т-типа.
- •5.1. Линейные пространства и понятие спектра сигнала
- •5. Сигналы и их спектры
- •5.1. Линейные пространства и понятие спектра сигнала
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.1. Линейные пространства и понятие спектра сигнала
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.1. Линейные пространства и понятие спектра сигнала
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.2. Спектр периодического сигнала
- •5.2. Спектр периодического сигнала
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.2. Спектр периодического сигнала
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.3. Спектр непериодического сигнала и преобразование
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры Например, из первой теоремы следует, что при увеличении скоро-
- •5.4. Преобразование сигналов в линейной цепи
- •5.4. Преобразование сигналов в линейной цепи
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.4. Преобразование сигналов в линейной цепи
- •Глава 5. Сигналы и их спектры Таким образом, для линейной цепи справедливы три уравнения
- •5.5. Модулированные сигналы и их спектры
- •5.5. Модулированные сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.5. Модулированные сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.5. Модулированные сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •5.5. Модулированные сигналы и их спектры
- •Глава 5. Сигналы и их спектры
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы 6. Полупроводниковые приборы 6.1. Электронно-дырочный переход и полупроводниковые диоды к полупроводникам относят материалы, проводимость которых
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы установившемся состоянии диффузионный ток будет равен дрейфо- вому току. Пусть к р-и-переходу подключен источник небольшого постоянно-
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы Импульсные диоды предназначены для работы с быстро изменяю-
- •6.2. Биполярные транзисторы
- •6.2. Биполярные транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •6.2. Биполярные транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •6.2. Биполярные транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •6.3. Полевые транзисторы
- •6.3. Полевые транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •6.3. Полевые транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •6.3. Полевые транзисторы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы
- •Глава 6. Полупроводниковые приборы 7. Перечислите все разновидности биполярных и полевых транзисторов. При- ведите их условные обозначения.
- •7.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах
- •7.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов По режимам работы различают линейные и нелинейные усилители.
- •7.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.1. Три основные схемы усилителей на транзисторах
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов 1 _l
- •7.2. Резистивный и резонансный усилители
- •7.2. Резистивный и резонансный усилители
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.2. Резистивный и резонансный усилители
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.2. Резистивный и резонансный усилители
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.3. Обратная связь в усилителях
- •7.3. Обратная связь в усилителях
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.3. Обратная связь в усилителях
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.3. Обратная связь в усилителях
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.4. Операционный усилитель и аналоговый перемножитель
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.4. Операционный усилитель и аналоговый перемножитель
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.4. Операционный усилитель и аналоговый перемножитель
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •7.4. Операционный усилитель и аналоговый перемножитель
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •Глава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
- •8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.1. Нелинейный элемент и воздействие на него одного
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.2. Воздействие на нелинейный элемент двух сигналов
- •8.2. Воздействие на нелинейный элемент двух сигналов
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.2. Воздействие на нелинейный элемент двух сигналов
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.2. Воздействие на нелинейный элемент двух сигналов
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.3. Автогенераторы гармонических колебаний
- •8.3. Автогенераторы гармонических колебаний
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.3. Автогенераторы гармонических колебаний
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.3. Автогенераторы гармонических колебаний
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов
- •8.4. Стационарный режим автогенератора
- •8.4. Стационарный режим автогенератора
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов Из анализа уравнения баланса фаз (3) следует, что в автогенерато-
- •8.4. Стационарный режим автогенератора
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов Для генерации последовательности прямоугольных импульсов ис-
- •Глава 8. Нелинейные преобразования сигналов 4. Рассчитайте амплитуду напряжения на выходе умножителя частоты в два раза, выполненного на аналоговом перемножителе, если коэффициент k пе-
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства 9. Импульсные и цифровые устройства 9.1. Импульсные сигналы и электронный ключ в предыдущих главах рассматривались аналоговые сигналы: по-
- •9.1. Импульсные сигналы и электронный ключ
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.1. Импульсные сигналы и электронный ключ
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.2. Базовые логические элементы
- •9.2. Базовые логические элементы
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства Рассмотрим работу схемы ттл-элемента при подаче различных
- •9.2. Базовые логические элементы
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.2. Базовые логические элементы
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.3. Комбинационные устройства
- •9.3. Комбинационные устройства
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.3. Комбинационные устройства
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства Комбинационная схема, выполняющая арифметическое сложение
- •9.3. Комбинационные устройства
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.4. Триггеры
- •9.4. Триггеры
- •9.4. Триггеры
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.5. Счетчики и регистры
- •9.5. Счетчики и регистры
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •9.5. Счетчики и регистры
- •Глава 9. Импульсные и цифровые устройства
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов 10. Цифровая обработка сигналов 10.1. Дискретизация и квантование Цифровая обработка сигналов (цос) — это преобразование фор-
- •10.1. Дискретизация и квантование
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.1. Дискретизация и квантование
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.1. Дискретизация и квантование
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.2. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.3. Цифровые фильтры
- •10.3. Цифровые фильтры
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов На рис. 2 в качестве примера приведена схема цифрового фильтра
- •10.3. Цифровые фильтры
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.4. Дискретное преобразование Фурье
- •10.4. Дискретное преобразование Фурье
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.4. Дискретное преобразование Фурье
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •10.4. Дискретное преобразование Фурье
- •Глава 10. Цифровая обработка сигналов
- •Часть II. Практикум на Electronics
- •1. Уравнения элементов и уравнения соединений
- •2. Метод комплексных амплитуд
- •3. Анализ сложных цепей
- •4. Параметры и функции четырехполюсника
- •5. Частотные характеристики фильтров
- •6. Процессы в длинных линиях
- •7. Спектры периодических сигналов (ряд Фурье)
- •8. Метод ряда Фурье
- •9. Метод интеграла Фурье
- •10. Метод преобразования Лапласа
- •II. Спектры модулированных сигналов
- •12. Характеристики диодов
- •13. Параметры и характеристики транзисторов
- •14. Усилитель на биполярном транзисторе
сигналом.
Рассмотрим влияние обратной связи на
коэффициент уси-
ления
усилителя с последовательной ОС по
напряжению. Выходное
напряжение
усилителя равно f/BbK
=
KU^, где К — коэффициент уси-
ления
исходного усилителя. Выходное напряжение
поступает на вход
цепи
ОС. В свою очередь выходное напряжение
цепи ОС равно
С/ос
=
Р£/ ВЫХ
,
где (3 — коэффициент передачи
четырехполюсника ОС.
Из
анализа схемы рис. 1, а следует, что
напряжение на входе усилите-
ля
равно сумме входного напряжения и
напряжения, поступающего от
четырехполюсника
ОС: U = t/BX
+
U^ . Следовательно, напряжение на
выходе
усилителя можно представить в виде С/
вых
=
К(йю
+
Р£/ В
Ь ] Х )
.
Разделив
левую и правую части этого соотношения
на амплитуду
входного
напряжения, после преобразований
получим выражение для
комплексного
коэффициента усиления усилителя с
обратной связью
Отметим,
что модуль коэффициента передачи цепи
ОС, как прави-7.3. Обратная связь в усилителях
ло, меньше единицы, так как с выхода усилителя на вход достаточно
подать только часть выходного напряжения. Поэтому цепь ОС выпол-
няется, как правило, с использованием пассивных элементов, играю-
щих роль делителей выходного напряжения.
В зависимости от схемной реализации усилителей и цепи обратной
связи коэффициенты К и р могут быть как положительными, так и
отрицательными. Из анализа выражения (1) следует, что в этом случае
обратная связь может приводить как к увеличению, так и к уменьше-
нию коэффициента усиления усилителя. Если ОС обусловливает уве-
личение коэффициента усиления, то ее называют положительной об-
ратной связью (ПОС). Если же обратная связь ведет к уменьшению
коэффициента усиления, то ее называют отрицательной обратной
связью (ООС). На практике наиболее часто в усилительной технике
используется отрицательная ОС, так как она стабилизирует работу
усилителя при изменении параметров радиоэлементов, при воздейст-
вии температуры, вибраций и т. п. Ее часто применяют для увеличе-
ния или уменьшения входных и выходных сопротивлений усилителей.
Пример усилителя с отрицательной ОС — эмиттерный повтори-
тель (рис. 7.1.3). Эквивалентную схему повторителя можно предста-
вить в виде усилителя ОЭ, четырехполюсника обратной связи и до-
полнительного
выходного инвертора (рис. 2). Коэффициент
передачи
цепи
ОС в данной схеме равен единице: (3 = 1, —
имеет место стопро-
центная
обратная связь. Комплексный коэффициент
усиления каскада
ОЭ
равен Kfs-SR3.
Подставляя эти значения в соотношение
(1) и
учитывая
инвертор на выходе схемы рис. 2, получим
коэффициент пе-
редачи
усилителя с общим коллектором
1-$К
(
П=
>/Ьч
.
-.
S
Таким
образом, отсутствие усиления по
напряжению в схеме ОК
можно
объяснить стопроцентной отрицательной
обратной связью. Из
Цепь
ОС
Рис.
2
анализа
полученной формулы следует, что усилитель
ОК нечувстви-
телен
к изменению основного параметра
транзистора — крутизны.
Отрицательная
обратная связь в схеме ОК обусловливает
появление
увеличенного
входного сопротивления и уменьшенного
выходного
сопротивления
повторителя (табл. 7.1.1).
Известно,
что с ростом температуры токи коллектора
и эмиттераГлава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
транзистора существенно увеличиваются. Например, для маломощ-
ных транзисторов скорость увеличения тока коллектора достигает
0,2 м А/град. При изменении температуры внутри корпуса электронно-
го устройства (например, внутри компьютера) от +10 до +60 °С ток
коллектора транзистора может увеличиться на 0,2-50 =10 мА. На
практике это приводит к тому, что транзистор или полностью закры-
вается, или попадает в режим насыщения.
Температурная нестабильность токов транзисторов — существен-
ная проблема при проектировании радиоэлектронных устройств.
