Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.

Добрый вечер, дорогие читатели, сегодня затронем одну из важных тем, которая часто используется при моделировании схем, особенно с нелинейными элементами. Очень часто, нужно быстро подсчитать некоторые параметры, такие как: входное сопротивление или реакция обратной связи, частотные свойства. Когда это делается в ручную, то алгоритм действия понятен, но он трудоемок. Чтобы этот процесс автоматизировать, необходимо унифицировать порядок действий. Так же очень часто необходимо математизировать саму схему.

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.
пример четырехполюсника.

В этот момент как раз целесообразно использовать четырехполюсники.

Идея состоит в том, что - это "черный ящик", который описан у нас рядом параметров и представлен в виде матрицы коэффициентов. Пример на картинке:



Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.
пример схемы и матрицы

На рисунке видим три матрицы, причем буква Z обозначает комплексное сопротивление. Z = r+jx. Где r - это активное сопротивление. jx - реактивное сопротивление. Глубоко в математические подробности вдаваться не будем. Кому будет интересно, обязательно дадим ссылки.

Цель в другом - понять как работают схема при подаче на неё различных видов сигналов.

Рассмотрим пример двух четырехполюсников:

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.
два типа четырехполюсников

Линейный тип - достаточно просто рассчитывается и можно легко понять, что будет на выходе, при подаче на вход разного типа сигналов. Что такое линейное сопротивление думаю всем понятно

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.
график линейного сопротивления.

Нелинейный тип - это значит, что активное сопротивление зависит от поданного на вход напряжения.

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.
нелинейное сопротивление.

Обратите внимание на кривую 2. Мы видим, что при повышении напряжения, ток растет не линейно, а все медленнее и медленнее. В этом и есть нелинейность схемы.

Существует несколько типов четырехполюсников:



Г - образный тип.

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.

Напоминаем, что на месте, Z и Y могут стоять абсолютно любые элементы, сопротивления, индуктивности, конденсаторы, диоды.

Электроника в пять шагов. Четырехполюсники.

Схема чуть сложнее. и соответственно математическое описание тоже.

Есть так же Т-образная схема, мостовая схема, Т-образная мостовая схема.

К чему весь это обзор, да к тому, что когда Вам необходимо создать математическую модель какой-либо схемы, Вы начинаете с простых элементов и заменяете группы простых элементов на четырехполюсники.

Далее объединяем различные четырехполюсники в цепочки, и можем рассчитывать входные и выходные сигналы уже по средством программ разработки.

Для продвинутых читателей хочется отметить, что тема ознакомительная, а полное изучение данной тематики занимает в ВУЗЕ более 20 академических часов плюс практика и курсовая работа. Можно порекомендовать книгу Бессонова "Теоретические основы электротехники". Некоторые студенты вздрогнули от упоминания этого автора.



Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.

Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.

Свои комментарии можете предлагать в группе вконтакте,
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.
Группа Одноклассники.









Поделись!


×