- •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
отрезок
времени напряжение y(i) поступает на
схемы сравнения и по-
сле
преобразования в виде логических
уровней — на вход шифратора
АЦП.
Синхросигнал на шифратор подается
после того, как на входах
шифратора
устанавливается соответствующая
комбинация логических
уровней.
Цифро-аналоговый
преобразователь (ЦАП) - - это устройство,
преобразующее
последовательность входных кодов в
соответствую-
щий
непрерывный выходной сигнал. Большинство
ЦАП строятся с
использованием
цепочки R-2R. Электрическая схема цепочки
приве-
дена
на рис. 3.
tfab
R
m
\2R
R
2R
\R
2R
Рис.
3
На
входе цепочки подключается источник
опорного напряжения.Глава 10. Цифровая обработка сигналов
Несложный анализ схемы показывает, что напряжения в узлах цепоч-
ки а, Ь, ..., m отличаются друг от друга в два раза. Например, напря-
жение в точке а равно Ео/2, так как сопротивление всех элементов це-
почки, включенных между этим узлом и корпусом, равно R.
Учитывая, что сопротивление между узлом а и клеммой опорного ис-
точника тоже равно R, получим резистивный делитель напряжения в
два раза. Аналогично доказывается, что напряжение в точке b равно
Ед/4 и т. д. Чем дальше от источника расположены узлы в цепочке,
тем меньше напряжение на них.
R
R
R
R
Рис. 4
Электрическая схема ЦАП, содержащая цепочку R-2R, приведена
на рис. 4. Входное двоичное слово, имеющее р разрядов, управляет
работой электронных ключей Kh i = 0,1, 2, ...,р- 1, схемы. Если в г-м
10.2.
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые
преобразователи
разряде
входного слова установлена логическая
единица, то Kt=
\ и
соответствующее
напряжение с цепочки R-2R с помощью
электронно-
го
ключа подается на вход ОУ. Так как
величина коэффициента уси-
ления
ОУ определяется отношением сопротивлений
резисторов,
включенных
в цепи обратной связи и на входе схемы,
а эти сопротив-
ления
одинаковы, то коэффициент передачи
инвертирующего усили-
теля
относительно напряжений в точках а, Ь,
..., m равен 1. Следова-
тельно,
с помощью операционного усилителя
осуществляется
суммирование
тех напряжений в узлах цепочки R-2R,
которые под-
ключены
к ОУ через электронные ключи. Учитывая,
что наименьшее
напряжение
в точке m цепочки R-2R соответствует шагу
квантования
сигнала,
напряжение на выходе ЦАП записываем в
виде:
где
коэффициенты электронных ключей А) €
{О, 1 }, а А — шаг кванто-
вания,
равный EfJ2p.
На
рис. 5 приведен сигнал на выходе
трехразрядного ЦАП. На
вход ЦАП последовательно подаются следующие коды: 000, 001, 01 1,
010, 101, 001, 000. Выходное напряжение ЦАП имеет ступенчатый
Рис. 5
вид. Для уменьшения ступенек на выходе ЦАП обычно устанавлива-
ют фильтр низких частот.
Для высокоточной цифровой обработки сигналов в измерительной
технике используются АЦП с большим числом уровней квантования.
Такие АЦП трудно изготовить, используя параллельную схему, так
как потребуется очень большое число компараторов. Например, для
десятиразрядного АЦП потребуется более 1000 компараторов. В этом
случае используются АЦП, выполненные по схеме поразрядного урав-
новешивания (рис. 6). Входной сигнал в этой схеме подается на неин-
вертирующий вход компаратора К. На другой вход компаратора, для
сравнения, подается опорный сигнал с ЦАП.
