Шпаргалка по "Радиоэлектронике"

Ответы для экзамена.

1. Модели радиотехнических цепей и устройств. Линейные цепи. Методы анализа стационарных и переходных режимов. Цепи и устройства с переменными параметрами. Параметрическое усиление, преобразование и генерация сигналов.

Модели радиотехнических цепей и устройств — это математические или физические представления, которые используются для анализа и проектирования радиоэлектронных систем. Они позволяют исследовать поведение и характеристики различных компонентов и схем, а также предсказывать их реакцию на различные входные сигналы.

Существует несколько типов моделей радиотехнических цепей:

• Аналитические модели основаны на использовании математических уравнений и формул для описания поведения цепи. Они могут быть линейными или нелинейными, временными или частотными. Аналитические модели позволяют получить точные результаты, но требуют сложных вычислений.
• Имитационные модели используют компьютерные программы для моделирования работы цепи в реальном времени. Имитационные модели более гибкие и позволяют учитывать больше факторов, чем аналитические модели, но они также требуют больших вычислительных ресурсов.
• Физические модели представляют собой реальные устройства или макеты, которые можно использовать для экспериментального исследования работы цепи. Физические модели наиболее точны, но также являются наиболее дорогостоящими и трудоемкими.

В зависимости от типа модели и задачи, которую она решает, могут использоваться различные методы моделирования. Например, для линейных цепей часто применяются методы анализа во временной области, такие как метод узловых потенциалов или метод контурных токов. Для нелинейных цепей могут применяться методы анализа в частотной области, такие как гармонический анализ или спектральный анализ.

Линейные цепи — это электрические цепи, в которых параметры элементов (сопротивления, ёмкости, индуктивности) не изменяются при изменении напряжения или тока. В таких цепях соблюдается принцип суперпозиции: результат воздействия нескольких сигналов равен сумме результатов воздействия каждого сигнала по отдельности.

В линейных цепях гармонические сигналы сохраняют свою форму, а изменения амплитуды и фазы описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Это позволяет использовать для анализа и синтеза линейных цепей хорошо разработанный математический аппарат.

Примеры линейных цепей: резистивный делитель напряжения,RC-фильтр нижних частот,RL-фильтр верхних частот.

Стационарный режим — это состояние линейной электрической цепи, при котором все токи и напряжения в ней не изменяются во времени.

Для анализа стационарного режима линейных цепей используются следующие методы:

• Метод контурных токов. Выбирается столько независимых контуров, сколько есть ветвей в цепи. Для каждого контура записывается уравнение по второму закону Кирхгофа. Решая систему уравнений, можно найти все неизвестные токи.
• Метод узловых потенциалов. Потенциал одного из узлов принимается равным нулю, для остальных составляется система уравнений по первому закону Кирхгофа. После решения системы находятся потенциалы узлов, а затем по закону Ома определяются токи в ветвях.
• Принцип наложения. Ток в любой ветви равен алгебраической сумме частичных токов, вызванных каждым источником в отдельности. Этот метод применяется для линейных электрических цепей.
• Теорема об эквивалентном генераторе. Позволяет упростить расчёт сложной электрической цепи и свести её к простой схеме с одним источником ЭДС.

Переходный режим — это процесс перехода от одного установившегося режима работы электрической цепи к другому. Переходные процессы возникают при коммутациях в цепи (включение или отключение источников питания, изменение параметров элементов).