Электроника: Рабочая программа. Методические указания к практическим занятиям. Задания на контрольную работу, страница 6

Задача 2.  В делителях напряжения, изображенных на рис. 1…4, ключ К переводится из положения 1 в положение 2 на время =100 мкс. Рассчитать длительность переходных процессов и изобразить временные диаграммы напряжений на резисторе и конденсаторе, если известны величины параметров элементов делителя.

Методические рекомендации

1. Если цепь делителя сложная, содержит более двух элементов, её необходимо привести к эквивалентной схеме, содержащей два элемента. Для этого требуется использовать теорему об эквивалентном генераторе. К примеру, схему на рис.4 можно представить в виде, изображенном на рис.11, где

,         а  .                     

Рис.11

2. Для изображения переходных процессов необходимо знать от какого уровня процесс начинается и к какому уровню он стремится. Длительность переходного процесса равна трём постоянным времени цепи . Необходимо знать, что всегда сумма напряжений на элементах делителя равна подаваемому на делитель напряжению: . Причем, на конденсаторе скачков напряжения не может быть.

На рис.12, а и б  изображены временные диаграммы переходных процессов при <  (а) и при > (б).

а)                                                   б)

Рис.12

Задача 3. На делители напряжения R-D, изображенные на рис.5 – 6,       подаётся переменное напряжение типа «меандр», амплитудой 40 В и с периодом 1000 мкс. Определить траекторию рабочей точки делителя и по ней построить временные диаграммы напряжения на элементах схемы, если R=5кОм.

Рис. 13                                                 Рис.14

Методические рекомендации

Рабочей точкой делителя называется точка, соответствующая условию равенства токов плеч для делителя напряжения и условию равенства напряжений плеч для делителей тока. Для задачи 3 рабочая точка определяется из условия . Чтобы графически найти положение рабочей точки, необходимо построить в одной и той же системе координат графики вольт - амперных характеристик (ВАХ) резистора и диода. Точка пересечения этих графиков и будет рабочей точкой делителя. Графики ВАХ диода обычно берутся из справочника или измеряются в лаборатории.

Выражение для ВАХ резистора   представляется в виде , так как , а .

Для задачи 3 необходимо прежде всего построить линию ВАХ резистора при  =+40 В, а затем  - при  = -40 В. Построить линии можно по двум точкам. В первом случае, при  =+40 В, задаемся двумя значениями напряжения на диоде:

1-я точка: , ;

2-я точка:  В, .

Во втором случае, при  = -40 В , задаемся двумя значениями тока диода:    и   мкА  . Крайние рабочие точки траектории находятся как точки пересечения построенных линий ВАХ резистора при В и = - 40 В  и ВАХ диода (см. рис.13). Таким образом, при изменении напряжения на входе делителя  рабочая точка движется по ВАХ диода между этими крайними точками. По движению рабочей точки можно определить, как меняется напряжение на диоде во времени, и построить необходимые временные диаграммы (см.  рис.14).

  Задача 4. Имеется график ВАХ диода (например, рис.15,а). Известны координаты крайних точек траектории  мА  и  .  Определить амплитуду синусоидального напряжения на входе делителя напряжения (рис.5 или 6) и величину сопротивления резистора R , необходимых для обеспечения данной траектории. Построить линии нагрузки (ВАХ резистора), пересекающие ВАХ диода в крайних точках траектории.

Методические рекомендации

Величина  определяет амплитуду напряжения генератора, так как при обратном смещении почти все напряжение генератора прикладывается к диоду. Величину R определяют из формулы для ВАХ резистора ,  подставляя в неё известные координаты рабочей точки при прямом смещении.

а)                                                         б)

Рис.15

    Задача 5. В схемах, изображенных на рис. 7 и 8, показать цепь заряда и разряда нагрузочного конденсатора . Записать  выражения для постоянных времени заряда и разряда, определяющих скорость протекания этих процессов. Изобразить временные диаграммы напряжений на выходных клеммах. Диод идеальный - безинерционный,  

Методические рекомендации