прямом включении, падение напряжения на нем согласно рис. 5.22, б не превышает 0,5 В и пренебрежимо мало по сравнению с приложенным ко всей цепи напряжением. Поэтому ток в цепи определяется только сопротивлением резистора нагрузки, т. е.
I = Uвх/Rн = 160/5000 = 0,032 А = 32 мА.
В те полупериоды, когда диод находится в обратном включении, сила тока в цепи согласно рис. 5.24, в не превышает 10 мкА. Таким образом, сила тока в нагрузке на рис. 5.22, а представляет собой сигнал, состоящий из двух полуволн с амплитудами 32 мА и 10 мкА. Осциллограмма силы тока приведена на рисунке, причем для наглядности полуволны изображены в разных масштабах.
2) В каждый полупериод синусоидального напряжения ток проходит через два диода и нагрузочный резистор Rн. Таким образом, общее сопротивление нагрузки Rно, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, равно 120 + 10 + 10 =140 Ом. Тогда сила тока через сопротивление нагрузки равно:
Im = U2m∙nтр/Rно = 140∙0,1/140 = 0,1 А.
3) UН. пер = 12,45 В, UН. пост = 19,6 В, Кпост = 0,98, Kпер = 0,62, Кпост/Kпер = 1,58. Коэффициент передачи по переменному току Kпер = UН. пер /UВх. пер определяется делителем напряжения, одним из плеч которого является резистор R, а другим — параллельное соединение резистора Rн и емкостного сопротивления конденсатора Хс = 1/ω∙С; коэффициент передачи по постоянному току определяется делителем R, Rн.
4) В задаче приведена статическая характеристика стабилизатора, т. е. зависимость выходного напряжения от входного. По своему функциональному назначению стабилизаторы отличаются тем, что в них достигается неизменность выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного, т. е. их статическая характеристика приближается к вольт-амперной идеального источника напряжения с Rвн = 0. Определенная сложность при решении задачи заключается в том, что коэффициент стабилизации представляет собой дифференциальную величину и от вас требуются навыки по нахождению производной. Коэффициент стабилизации находится из следующего соотношения:
Kст = Uн/Uвх∙dUвх/dUн
Зависимость Uн = f(Uвх) задана в условии в виде линейной функции, следовательно, ее производная равна постоянной величине dUвх/dUн = 100. Таким образом, коэффициент стабилизации в данном случае равен:
Kст = [(0,01∙Uвх + 10)/Uвх]∙100
где Uвх — в вольтах.
Подставляя в последнее выражение заданные в условии значения входного напряжения, получаем Kст = 101; 21; 11.
5) Изменение напряжения на выходе стабилизатора ΔUст = ΔIст∙Rд = 16∙10-3 В. Тогда относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора равно
ΔUст /Uст = 16∙10-3/8 = 2∙10-3
1) Кi = 40 дБ, Кр = 20 дБ. 2) K1u = U1вых/U1вх = 0,2/0,01 = 20. K2u = U2вых/U2вх = 4/0,220. К = K1u∙K2u = 20∙2 = 40 (400). 3) Конденсаторы C1, С2, СЗ являются разделительными, т. е. отфильтровывают постоянные составляющие сигналов, конденсаторы СЭ1 и СЭ2 обеспечивают стабильность рабочих режимов транзисторов, так как шунтируют возникающие высокочастотные колебания. Резисторы R5, R7 служат для температурной стабилизации рабочих режимов транзисторов. Резистор R4 является резистором обратной связи между каскадами. Резистор R6 определяет уровень выходного сигнала усилителя, R3 — усиление входного сигнала первого каскада, а делитель R1-R2 — смешение входного сигнала первого каскада. Для регулировки коэффициента усиления первого и второго каскадов можно использовать соответственно резисторы R3 и R6, для регулировки коэффициента нелинейных искажений — конденсатор СЭ1, для регулировки коэффициента обратной связи — резистор R4. 4) Коэффициент усиления, выраженный в децибелах, определяется из выражения: KдБ = 20∙lg(ΔUвых/Uвх) = 20∙lgK (1) Из этого выражения, получаем: К = 10∙lg(KдБ/20) (2) Обозначив через х абсолютное изменение коэффициента К, можно записать: К + х = 10(KдБ+ ΔKдБ)/20 (3) В полученном уравнении, кроме х, неизвестны также и значения К и КдБ, поэтому их можно исключить, поделив выражение (3) на (2): К + (х/К) = 10ΔKдБ/20 После несложных преобразований из этого выражения можно выделить искомое относительное значение изменения коэффициента: х/К = 10ΔKдБ/20 — 1 (4) Подставляя в уравнение (4) заданные в условиях изменения коэффициента КдБ, по таблице логарифмов находим: х/К = 100,05 — 1 = 0,12 и х/К = 100,15 — 1 = 0,41 Следовательно, изменение коэффициента усиления к лежат в пределах 12…41 %. 5) Коэффициент усиления Кu уменьшится, а входное сопротивление увеличится, так как в схеме возникнет отрицательная обратная связь по переменному току Кu. ос = — h21ЭRк/Rвх. ос, Rвх. ос ~= rб + (1 + h2IЭ)(rЭ + RЭ). При сильной обратной связи, когда RЭ >> rЭ и RЭ >> rб, будем иметь Кu. ос ~-= Rк/RЭ, Rвх. ос ~= h21ЭRЭ. 6) Рн = (Uвх - Uбэ max)2/Rн = 9,2 Вт. 7) Для того чтобы выходное напряжение в схеме могло иметь как положительный, так и отрицательный знак. 8) Правильно, но соединения между вертикальными проводами излишни, так как они не оказывают никакого влияния на работу. 9) При замене электромагнита сердечником из мягкого железа частота колебаний мембраны будет равна 2 кГц, так как при таком сердечнике она будет притягиваться дважды за каждый период подводимого напряжения.
1) Инверторы. 2) ИЛИ-НЕ. 3) ИЛИ 4) Рис. а и рис. б
5) Рис. а и рис. б
1) Возникнут, так как Кβ = 1102490,01 > 1. 2) Kmln = 1/β = 1/0,02 = 50. 3) Для обеспечения самовозбуждения контур настраивается таким образом, чтобы его резонансная частота была выше частоты параллельного резонанса f0 кварцевого резонатора. При этом частота генерации fГ лежит в пределах fK > fГ > f0 4) Самовозбуждение достигается, если резонансная частота контура ниже частоты параллельного резонанса кварцевого резонатора. При этом fK < fГ < f0 5) При замыкании RK каскад теряет свои усилительные свойства и колебания на выходе схемы срываются; б) при замыкании Rэ1 исчезает отрицательная
2) В каждый полупериод синусоидального напряжения ток проходит через два диода и нагрузочный резистор Rн. Таким образом, общее сопротивление нагрузки Rно, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, равно 120 + 10 + 10 =140 Ом. Тогда сила тока через сопротивление нагрузки равно:
Im = U2m∙nтр/Rно = 140∙0,1/140 = 0,1 А.
3) UН. пер = 12,45 В, UН. пост = 19,6 В, Кпост = 0,98, Kпер = 0,62, Кпост/Kпер = 1,58. Коэффициент передачи по переменному току Kпер = UН. пер /UВх. пер определяется делителем напряжения, одним из плеч которого является резистор R, а другим — параллельное соединение резистора Rн и емкостного сопротивления конденсатора Хс = 1/ω∙С; коэффициент передачи по постоянному току определяется делителем R, Rн.
4) В задаче приведена статическая характеристика стабилизатора, т. е. зависимость выходного напряжения от входного. По своему функциональному назначению стабилизаторы отличаются тем, что в них достигается неизменность выходного напряжения в широком диапазоне изменения входного, т. е. их статическая характеристика приближается к вольт-амперной идеального источника напряжения с Rвн = 0. Определенная сложность при решении задачи заключается в том, что коэффициент стабилизации представляет собой дифференциальную величину и от вас требуются навыки по нахождению производной. Коэффициент стабилизации находится из следующего соотношения:
Kст = Uн/Uвх∙dUвх/dUн
Зависимость Uн = f(Uвх) задана в условии в виде линейной функции, следовательно, ее производная равна постоянной величине dUвх/dUн = 100. Таким образом, коэффициент стабилизации в данном случае равен:
Kст = [(0,01∙Uвх + 10)/Uвх]∙100
где Uвх — в вольтах.
Подставляя в последнее выражение заданные в условии значения входного напряжения, получаем Kст = 101; 21; 11.
5) Изменение напряжения на выходе стабилизатора ΔUст = ΔIст∙Rд = 16∙10-3 В. Тогда относительное изменение напряжения на выходе стабилизатора равно
ΔUст /Uст = 16∙10-3/8 = 2∙10-3
Ответы к задачам главы 6:
1) Кi = 40 дБ, Кр = 20 дБ. 2) K1u = U1вых/U1вх = 0,2/0,01 = 20. K2u = U2вых/U2вх = 4/0,220. К = K1u∙K2u = 20∙2 = 40 (400). 3) Конденсаторы C1, С2, СЗ являются разделительными, т. е. отфильтровывают постоянные составляющие сигналов, конденсаторы СЭ1 и СЭ2 обеспечивают стабильность рабочих режимов транзисторов, так как шунтируют возникающие высокочастотные колебания. Резисторы R5, R7 служат для температурной стабилизации рабочих режимов транзисторов. Резистор R4 является резистором обратной связи между каскадами. Резистор R6 определяет уровень выходного сигнала усилителя, R3 — усиление входного сигнала первого каскада, а делитель R1-R2 — смешение входного сигнала первого каскада. Для регулировки коэффициента усиления первого и второго каскадов можно использовать соответственно резисторы R3 и R6, для регулировки коэффициента нелинейных искажений — конденсатор СЭ1, для регулировки коэффициента обратной связи — резистор R4. 4) Коэффициент усиления, выраженный в децибелах, определяется из выражения: KдБ = 20∙lg(ΔUвых/Uвх) = 20∙lgK (1) Из этого выражения, получаем: К = 10∙lg(KдБ/20) (2) Обозначив через х абсолютное изменение коэффициента К, можно записать: К + х = 10(KдБ+ ΔKдБ)/20 (3) В полученном уравнении, кроме х, неизвестны также и значения К и КдБ, поэтому их можно исключить, поделив выражение (3) на (2): К + (х/К) = 10ΔKдБ/20 После несложных преобразований из этого выражения можно выделить искомое относительное значение изменения коэффициента: х/К = 10ΔKдБ/20 — 1 (4) Подставляя в уравнение (4) заданные в условиях изменения коэффициента КдБ, по таблице логарифмов находим: х/К = 100,05 — 1 = 0,12 и х/К = 100,15 — 1 = 0,41 Следовательно, изменение коэффициента усиления к лежат в пределах 12…41 %. 5) Коэффициент усиления Кu уменьшится, а входное сопротивление увеличится, так как в схеме возникнет отрицательная обратная связь по переменному току Кu. ос = — h21ЭRк/Rвх. ос, Rвх. ос ~= rб + (1 + h2IЭ)(rЭ + RЭ). При сильной обратной связи, когда RЭ >> rЭ и RЭ >> rб, будем иметь Кu. ос ~-= Rк/RЭ, Rвх. ос ~= h21ЭRЭ. 6) Рн = (Uвх - Uбэ max)2/Rн = 9,2 Вт. 7) Для того чтобы выходное напряжение в схеме могло иметь как положительный, так и отрицательный знак. 8) Правильно, но соединения между вертикальными проводами излишни, так как они не оказывают никакого влияния на работу. 9) При замене электромагнита сердечником из мягкого железа частота колебаний мембраны будет равна 2 кГц, так как при таком сердечнике она будет притягиваться дважды за каждый период подводимого напряжения.
Ответы к задачам главы 7:
1) Инверторы. 2) ИЛИ-НЕ. 3) ИЛИ 4) Рис. а и рис. б
5) Рис. а и рис. б
Ответы к задачам главы 8:
1) Возникнут, так как Кβ = 1102490,01 > 1. 2) Kmln = 1/β = 1/0,02 = 50. 3) Для обеспечения самовозбуждения контур настраивается таким образом, чтобы его резонансная частота была выше частоты параллельного резонанса f0 кварцевого резонатора. При этом частота генерации fГ лежит в пределах fK > fГ > f0 4) Самовозбуждение достигается, если резонансная частота контура ниже частоты параллельного резонанса кварцевого резонатора. При этом fK < fГ < f0 5) При замыкании RK каскад теряет свои усилительные свойства и колебания на выходе схемы срываются; б) при замыкании Rэ1 исчезает отрицательная