- •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
на
их базах одни и те же, то выходной ток
примерно равен входному
току:
г, »г'2.
Для нормальной работы токового зеркала
на коллекторы
транзисторов
необходимо подавать положительные
напряжения.
\|/'к
Рис.
4
Для
того чтобы получить большой коэффициент
усиления в ОУГлава 7. Электронные усилители и преобразователи сигналов
используется составной транзистор (рис. 4). Пусть транзисторы Т1
и Т2 имеют коэффициенты передачи тока базы pi и р2 соответственно.
Из анализа схемы рис. 4 следует, что результирующий коэффициент
передачи тока базы составного транзистора равен произведению ко-
эффициентов передачи отдельных транзисторов: Р = Pjp 2 . Например,
если Р] = 20 и р2 = 100, то Р = 2000.
Следовательно, составной транзистор позволяет получить больший
коэффициент усиления по току и мощности. Для управления состав-
ным транзистором требуются уменьшенные уровни входной мощно-
сти и тока,
Важнейшей составной частью операционного усилителя является
дифференциальный усилитель (ДУ), простейшая схема которого при-
ведена рис. 5. Усилитель собран на двух идентичных транзисторах,
имеющих одинаковые сопротивления нагрузок: /?] = Л2. С помощью
резистора, подключенного к эмиттерам, задаются начальные эмит-
терные и коллекторные токи транзисторов. Если входные сигналы от-
сутствуют (точнее, если они равны нулю), то токи транзисторов оди-
наковы и одинаковыми будут потенциалы коллекторов транзисторов.
Выходное напряжение, равное разности потенциалов коллекторов,
равно нулю.
Подадим на оба входа ДУ одинаковое переменное напряжение. Та-
кой сигнал называется синфазным. Пусть синфазный сигнал имеет
положительный потенциал. Транзисторы ДУ приоткрываются и их
токи коллекторов увеличиваются. Однако выходное напряжение уси-
лителя останется равным нулю, так как потенциалы коллекторов тран-
зисторов изменятся на одну и ту же величину. Следовательно, син-
фазные
сигналы в ДУ не усиливаются. Кстати,
этим объясняется по-
вышенная
температурная устойчивость ДУ: при
воздействии темпера-
туры
токи транзисторов изменяются одинаковым
образом и паразит-
ного
выходного сигнала не возникает.
Рис.
5
Подключим
источник напряжения между двумя входами
ДУ. Та-7.4. Операционный усилитель и аналоговый перемножитель
кой сигнал называется дифференциальным. Половина этого сигнала
будет приложена к эмиттерному переходу первого транзистора, а вто-
рая половина — ко второму транзистору ДУ. Причем, если первый
транзистор приоткрывается, то второй будет подзакрываться и наобо-
рот. Токи коллекторов транзисторов изменятся на величину
Л»к = 5(мд/2), где S — крутизна транзисторов, мд — дифференциальное
напряжение. Между коллекторами транзисторов возникает разность
=потенциалов, равная мвых А'к^2 +Azk/?i. При условии равенства со-
противлений резисторов: R} = R2 получим нвых= SRiuD. Коэффициент
усиления дифференциального сигнала равен KD - SR\. Полученное
выражение соответствует коэффициенту усиления каскада с общим
эмиттером. Следовательно, ДУ хорошо усиливает дифференциальные
сигналы. Отметим, что при подаче напряжения только на один вход
ДУ усиливаться будет только половина входного исходного сигнала,
равная дифференциальному сигналу. Вторая половина такого входно-
го напряжения, соответствующая синфазному сигналу, усиливаться не
будет. Для увеличения коэффициента усиления в качестве нагрузки в
дифференциальном усилителе используют токовое зеркало, а в цепь
эмиттеров включают источник тока.
Упрощенная схема современного операционного усилителя, вклю-
чающая рассмотренные выше каскады, представлена на рис. 6. Такие
