Методы анализа и расчета электронных схем

Контрольная работа № 1.

Методы анализа и расчета

электронных схем.

Вариант №9.

Задание 1.

Построить топологическую модель по постоянному току для заданной электронной схемы (рис. 1).

[pic 1]

                Рис. 1.                                        

[pic 2]

                Рис. 2.

В соответствии с правилами построения топологических моделей электронных схем по постоянному току из принципиальной схемы рис. 1 исключаем путем разрыва ветви, содержащие конденсаторы С1, C2, C3, C4, C5. Источник энергии Е в топологической модели по постоянному току представлены идеальным источником ЭДС Е и сопротивлением ri. В результате получаем топологическую модель по постоянному току, представленную на рис.2.

Задание 2.

Построить топологическую модель по переменному току для заданной электронной схемы (рис. 1).

При составлении топологической модели по переменному току исключаем из принципиальной схемы источник энергии Е1 путем закорачивания. Источник входного сигнала в топологической модели по переменному току представляем идеальным источником переменной ЭДС е(р) с последовательно включенным сопротивлением ri. Конденсаторы С2, С4, С5 закорачиваем (фильтруют переменную оставляющую). Конденсаторы С1 и С3 в топологической модели по переменному току оставляем. В результате получаем топологическую модель по переменному току рис. 3.

[pic 3]

                Рис. 3.

Задание 3.

Составить матричную алгебраическую модель заданной электронной схемы (рис. 4) методом эквивалентных схем в матричной форме в контурном базисе. Составить выражения для схемных функций Ku, Zвых.

[pic 4]

Рис. 4.

[pic 5]

Рис. 5.

Формирование матричной алгебраической модели электронной схемы начинаем с составления топологической модели схемы по переменному току. Топологическая модель по переменному току для анализа схемы в контурном базисе представлена на рис. 5. Где Rэкв=R1*R2/(R1+R2). Схему рис.5 преобразуем к схеме, содержащей только двухполюсные компоненты, заменив биполярный транзистор его эквивалентной схемой. В результате получаем схему рис. 6.

[pic 6]

Рис. 6

Составим укороченную матрицу сопротивлений. Так как в схеме 4 контура, матрица сопротивлений будет иметь размерность 4x4. Диагональные элементы матрицы заполняются собственными сопротивлениями контуров. Не диагональные элементы матрицы сопротивлений заполняются взаимными сопротивлениями контуров. Зависимый источник напряжения, управляемый током, отображается в матрице сопротивлений его управляющим параметром rm. Укороченная матрица сопротивлений:

В соответствии с формулами связей вторичных параметров с матрицей сопротивлений схемы (для нашего случая a=1, b=3,c=0, d=4):

[pic 7]

[pic 8]

Задание 4.

Составить матричную алгебраическую модель заданной электронной схемы (рис. 7) методом эквивалентных схем в матричной форме в узловом базисе.

[pic 9]

                Рис. 7                        

[pic 10]

                Рис.8

Формирование матричной алгебраической модели электронной схемы начинаем с составления топологической модели схемы по переменному току. Топологическая модель по переменному току для анализа схемы в узловом базисе представлена на рис. 8. Схему рис.8 преобразуем к схеме, содержащей только двухполюсные компоненты, заменив операционный усилитель его эквивалентной схемой в узловом базисе. В результате получаем схему рис. 9.