Основы радиоэлектроники и связи

8. Прохождение детерминированных сигналов через активные линейные цепи : 8.1. Нелинейные пассивные и активные элементы радиоэлектронных средств

8.1.3 Статические и динамические параметры нелинейного элемента

Если к нелинейному элементу приложить постоянные напряжения, то он будет характеризоваться статическими параметрами.

Для диода статическое сопротивление определяется просто как отношение приложенного напряжения к соответствующему току:  . (Рис. 20)

Рис. 20

Для триода, заданного семейством ВАХ, статический режим определяется постоянными токами и напряжениями как во входной, так и в выходной цепях (точка А на рис. 21). Можно говорить о входном и выходном статических сопротивлениях в точке А.

Рис. 21

Совокупность значений постоянных токов и напряжений в нелинейном элементе определяет статический режим, т.е. режим покоя, или рабочую точку нелинейного элемента.

Положение рабочей точки определяет в дальнейшем работу нелинейного элемента в динамическом режиме, когда к нему будет приложен какой-либо сигнал.

Динамическим сопротивлением называется отношение малых приращений (производная) напряжения к току в рабочей точке рис. 22. Определяется наклоном касательной. Разные положения рабочей точки характеризуют различную величину динамического сопротивления.

Рис. 22

Аналогично могут быть определены и другие параметры нелинейного элемента, например, емкость варикапа по характеристике С(U) .

Если изменения напряжений и токов в НЭ в результате воздействия сигнала таковы, что нелинейностью его ВАХ в рабочей точке можно пренебречь, то режим нелинейного элемента можно считать линейным. Его называют режимом малого сигнала. Для этих изменений токов и напряжений могут быть применены обычные методы расчета линейных цепей, а сам НЭ может быть заменен линейным двухполюсником или четырехполюсником. В этом случае для электрических расчетов применяют линейные модели НЭ.

Режим большого сигнала характеризуется тем, что сигнал, приложенный к нелинейному элементу относительно рабочей точки, занимает большую часть нелинейной ВАХ. В этом случае форма тока не соответствует форме приложенного напряжения, т.е. имеет место нелинейное преобразование сигнала. Для анализа таких режимов работы НЭ применяют различные способы аппроксимации ВАХ. Наиболее часто используются кусочно-линейная или полиномиальная аппроксимация в окрестности рабочей точки.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004