РАСЧЕТ ФИЛЬТРА УНИВЕРСАЛЬНОГО СХЕМА 2

! !! СЗ

ш---! !----

t ! ! !

! Р4 i ж-! =====! -ж

! ОУ ! I----- I

= !-«-!- ! I

! !-«-! -!+ ! ! I I---

С6 ! -! !-

= !-«-!-!

- ! + ! ! - !

! ! ОУ

! R7 !----

!-!====!-ж-!-I

01 PRINT

02 PRINT

03 PRINT

04 PRINT

05 PRINT

06 PRINT

07 PRINT

08 PRINT

09 PRINT

10 PRINT

11 PRINT

12 PRINT

13 PRINT

14 PRINT

15 PRINT

16 PRINT

17 PRINT

18 PRINT

19 PRINT -----------------! ! I INPUT"X

20 PRINT ! R8

21 PRINT ! -!====

22 PRINT

23 PRINT

24 PRINT

25 PRINT ! !---«->

2§ PRINT -!+

27 PRINT ! ! -

28 PRINT ! 2§ PRINT

30 lNPUTFP=*FiINPUTQP=QiINPUTC=C:lNPUTK=K 49 LETR0=l><2i«*PH*F!iiC) 58 PRINTR0=R0

55 PRINTВВЕДИТЕ НОМИНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ RQ 60 I№>UTR9*R9 70 LETR2=R9JLETR7=R9!LETR8=R9 80 LETC3=C:LETC6=C 90 LETR5=<R0~2)/R9iLETR4=QiKR0 100 PRINTBAPHAHT A 110 LETR1=R4/KJLETK1=K

120 LETK2=R2/R1!LETK3=R2>1

121 PRINTРЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

122 PRINTR1=R1!PRINTR2=R2:PRIHTC3=C3 ->

123 PRINTR4=R4!PRINTR5=R5J PRINTC6=Сб

124 PRINTR7*R7:PRINTR8=R8iPRINTKnn«Kl

125 PRINTКНЧ1=K2iPRINTKH42=K3iINPUTX

126 PRINTBAPHAHT B 130 1.ETR1=R2/K!LETK1=R4/R1 140 LETK2=KsLETK3=K 150 PRINTРЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА 160 PRINTRl=RlsPRINTR2=R2:PRINTC3=C3 170 PRINTR4=R4iPRINTR5=R5»PRINTC6=C6 188 PRINTR7=R7JPRINTR8=R8JPRINTKnn=Kl 198 PRINTKH41=K2JPRINTKH42*КЗ 200 PRINTПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ ИМЕЮТ ВИД 210 РР1НТТПП1:8>=-КПГВ«<<ЫР>Й)«5/<82+<ЫР/Й)ж5+иР2)) 220 РР1НТТНЧ1<8)=КНЧ1«<ЫРг/<8г+<иР/Й)ж5+ЫР~2)> 230 PRINTTH42<S>=-KH42i«<UP"2/<S"2+<WP/Q)i«S+WP2)>

Пример А. Вводимые параметры: f=2,5-10=, Q = 9, «1 = 1.10=, «г=1,5-10=, Сз = 47-10-. Результаты расчета: Ri = = 12,190591-10=, «6=1,2231318-10=, Сб = =47-10-, «7 = 1,5-10=, «8=1,5-10=, КПП = = 12,190591, КНЧ =1,5.

Пример В. Вводимые параметры: f=2,5-10=, 0 = 9, «2=1,5-10=, Сз = 47-10-. Результаты расчета: «,=8,1270609-10=, «< =

= 12;190591-10=. «5=1,2231318-10=, Сб = = 47-10-, «7=1,5-10=, «8=1,5-10=, КПП = = 1,5, КНЧ= 184,56857-10-=.

Настройка: (1) fp резистором «5, (2) qp резистором «4, (3) К резистором «,.

Если нет необходимости в выдаче на экран дисплея (или в распечатке принтером) принципиальных схем фильтров, программы могут быть существенно сокращены.

§ 7.7 Расчет нелинейных и ключевых электронных устройств

В отличие от расчета линейных электронных устройств, базирующегося в основном иа использовании аналитических методов, расчет нелинейных устройств обычно требует применения различных численных методов.

Например, семейство выходных вольт-амперных характеристик мощного МДП-тран-знстора с горизонтальным каналом хорошо аппроксимируется выражением [10]

где р и 6 - параметры аппроксимации. Однако из этого выражения нельзя найти напряжение иа затворе {/зи, прн котором Циат, {/з1>о)=/со И f/c» = {/««>. Этв задачв решается численным методом решения нелинейного уравнения Ico - IUam, Us„)=0

или, после простых преобразований, находится из уравнения

f/з,

-/с,

+ ЫЛ,.

В таком виде уравнение может решаться методом простых «тераций. Процедуру расчета f/зио целесообразно объединить с нахождением малосигиальной крутизны S- =dIc/dUsu и выходного сопротивления /?,= =dUm/dlc. Для этого току /со придается малое приращение А/с и находится новое значение Ui„„. Тогда 5~Л/с/(1/„„- зио). Далее, задав L/cHo малое приращение AUm, из формулы для ЦУси, Узяо) находим приращение тока стока А/с и /?,-~ А с«/А/с.

Программа 7.57.

Рис. 7.16. Однотактовый трансформаторный каскад усиления мощности на мощном U-МДП-тран-зисторе

Г:г1зиз=£з-А

Рис. 7.17; Графические построении к расчету трансформаторвого каскада

када иа мощном -МДП-траизисторе (рис. 7.16)..Семейство выходных вольт-амперных характеристик последнего (рис. 7.17)

10 PRIHTРАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МОЩНОГО МДП-ТРАНЗИСТОРА

ге 1№>итввЕдитЕ ic0/UC0/S0ie/ue/S0

30 I№UTВВЕДИТЕ ПРИРАЩЕНИЯ 1C,UCX,V 40 I»ff>UTВВЕДИТЕ ПОСТОЯННЫЕ Р,ВР,В 50 1№иТВВЕДИТЕ ТОЧНОСТЬ РАСЧЕТА НН 60 LET IlieJLET Ul=ll/eiGOSUB HQ 65 LET ft2=fiJLET A3=A1

70 PRIHTU3H0=U2JLET U3=U2:LET Il=IQ-i-X!60SUB 110 80 LET Sl=X<U2-U3)JPRINTS=Sl

90 LET F*<U0+V)i«P/A2JLET Xl=Se«A2i«<EXP<F)-EXP<A3)) 168 LET R=V/XUPRINTReRJEND 115 LETft=B»!Ul-2-Ul»LETAl=Pi«U0/A

120 LET E=se«<i-EXP<Ai))iLET игпЕ+вжигг

130 LET K*<Ul-U2>"2-H-2sLET U1=U2 140 IF K>e THEN 115 150 RETURNiENB

Для транзистора КП905, имеющего So= =0,03 А/В, p=l и 6=0,02 1/В прн /со= =0,1 А, сио=10 В, А с=1 В и А/с=0,01 А при погрешности Я=0,001, находим зно= =3,839 В, 5=18,625-10-= А/В и R, =643,3 Ом.

Более сложной является задача моделирования работы нелинейных усилителей при усилении ими синусоидального сигнала, например, трансформаторного однотактного кас-

аппроксимируется выражением

(7.18)

i+th-liniil

(7.19)

где Us и Is - координаты точки перегиба передаточной характеристики (рис. 7.18), К - коэффициент аппроксимации.

Рис. 7.18. Передаточная характеристика мошного {У-МДП-транзистора

Алгоритм моделирования каскада, изображенного на рис. 7.16.

1. Вводим исходные данные: параметры транзистора /j, f/s, S и D = K, сопротивления первичной /? и вторичной R2 обмоток трансформатора, коэффициент трансформации N, сопротивление нагрузки /?„, напряжение пи-, тания стока £с, напряжение смещения затвора £3, амплитуду входного синусоидального сигнала А.

2. Задав UshE,, R = Ri. Ei=Ec и обращаясь к подпрограмме решения нелинейного уравнения

F{U,„. U,„)=Ei-Uc.-RMU,,, СУ™) = 0,

(7.20)

находим напряжение СУсио и ток /со = /сз (см. рнс. 7.17) в точке покоя.

3. Находим приведенное в первичную цепь трансформатора сопротивление динамической нагрузки (прямая В на рис. 7.17) R = R\+{R2 + Rh)/N и напряжение £1 =

= £c-f/?/cc.

4. Находим остальные четыре точки пересечения прямой динамической нагрузки и линий выходных вольт-амперных характеристик. Для этого задаем четыре значения мгновенного напряжения на затворе: Us«\=E,+A,

(7з„2 = £з + /2, [Уз„, = £з-Л/2 и [Уз„5 =

= Ез - А. Для этих значений Um, обращаясь- к подпрограмме решения уравнения (7.20), находим значения [Уснь Uc„2, U,:„i и (У™ 5.

5. Методом .пяти ординат находим амплитуды первых четырех гармоник спектра переменного напряжения на стоке, коэффициент нелинейных искажений

f/c,

выходную мощность (полную) P2 = PN =

= (Ul:, + Ul,2 + и1,г + t/L4) т.

мощность в нагрузке Ph = P2Ph/{RN% потребляемую каскадом мощность Ро = = /со£с.

рассеиваемую транзистором мощность

Р, = Р,-Р2.

коэффициент полезного действия к. п. д. =

= Р2/Ро,

коэффициент усиления каскада по первой гармонике i/ = Uc.iR,,/{ANR).

Проводя расчеты для разных А, можно построить зависимости основных параметров каскада (Кг, Р«, Ро, к. п. д. и др.) от амплитуды напряжения возбуждения. Решение (7.20) в приведенной ниже программе выполняется комбинированным методом секущих - хорд прн погрешности Я= 1 Ю"".

Программа 7.58.

10 PRINT МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОДНОТйКТНОГО

20 PRINT УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ НА и-МДП-ТРнНЗИСТОРЕ

30 INPUT ВВЕДИТЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА IS/UStS П.- Ul. S

40 INPUT ВВЕДИТЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА R1..R2 Rl.-Re

50 INPUT ВВЕДИТЕ КОЭФФИЦИЕНТ-ТРАНСФОРМАЦИИ Н=Н

60 INPUT ВВЕДИТЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ RH=R3

70 INPUT .ВВЕДИТЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ СТОКА ЕС=Е

80 INPUT ВВЕДИТЕ НАПРЯЖЕНИЕ СМЕШЕНИЯ ЗАТВОРА ЕЗ=Е.З

90 INPUT ВВЕДИТЕ АМПЛИТУДУ ВХОДНОГО СИГНАЛА ft=ft

100 LET U=E3 : LET R=R1 s LET E1=E : GOSUB 290

110 LET 12=1 : LET V3=X1: LET R=i;R1 + <R2+R3)4N-2) )г LET E1=X1-H:*R

120 LET U=E3+A ! GOSUB 298

130 LET V1=X1 ! LET U=E3+H2 : GOSUB 290

140 LET V2=X1 ! LET U=E3-A/2 : GOSUB 298

150 LET V4=X1 ! LET U=E3-A : GOSUB 290

160 LET V5=X1 : REM МЕТОД ПЯТИ ОРДИНАТ

170 LETM0= СV1+V5+2*<V2+V4> )-6: LETM1 = VI-V5+V2-V4)

180 LETM2=<V1+V5-2*V3)-4:LETM3=<V1-V5-2*;V2-V4)).fc

210 LET M4=<<:Vl+Y5>-4!ii<Y2+V4)+6*V3)-12

220 LETK= iSQR < <M2"2)+< M3"2 >+< M4"2)>)ABS t И1)

230 LET pl=<a11"2)";2*R)J*CR3-R):LET Pe=I2*£

240- PRINTКОЭФФИЦИЕНТ ГАРМОНИК КГ=K:PRINTМОЩ-ЧОСти

25Й PRINTB НАГРУЗКЕ РН=Р1:РР1НТП0ТРЕБЛЯЕМАЯ Р0=-Р0

260 РР1НТрнССЕНБАЕМнЯ ТРАНЗИСТОРОМ РТ=Р0-Р1

270 PRINT КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ К.П.Д. =.Ц.-Рб

275 LETU=ABSail)*R3A.H.R!PRIHTКОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ KU= У .

280 PRINT:GOTO 90

285 REMКОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД СЕКУЩНл-ХОРД

290 LET Х0=0 5 LET XI=1 : LET Н=1Е-4

300 LET Х=Х0 ! GOSUB 350

310 LET C=F : LET X=X1 : GOSUB 358

320 LET B=F : LET V=X0-C*<Xl-Xe)<B-C)