Алгоритм графического расчета цепей с диодами и стабилитронами

 

1. Обозначить ток/токи в схеме и напряжение на НЭ (стрелку рисовать в направлении прямого тока через диод).

2. По второму закону Кирхгофа записать выражения для uвх(i) и uвых(i), при этом НЭ учитывать зависимостью +uд(iд) или –uд(iд).

3. Сделать заготовку для графических построений u(i), u(t), i(t), предусмотрев масштаб по оси напряжения не менее значения Um, определяемого напряжением uвх(t)=Um sin t В.

4. Построить характеристику НЭ +uд(iд) или –uд(iд) в соответствии с уравнениями п. 2; выбрав масштаб по оси тока, построить ВАХ резистора, отметить +E или –E в соответствии с уравнениями п. 2.

5. Построить зависимости uвх(i) и uвых(i) п. 2, обвести uвх(i) красным цветом, а uвых(i)– зеленым цветом.

6. Построить в соответствующей заготовке uвх(t)=Um sin t, здесь же с помощью зависимостей п.5 строится uвых(t).

7. Зависимости uвых(t) и i(t) строятся по точкам следующим образом. На графике uвх(t) на оси времени фиксируется точка t1, по графику определяется соответствующее значение uвх(t1), по зависимостям uвх(i) и uвых(i) определяются значения uвых(t1) и i(t1). Эти точки наносятся на соответствующие графики u(t) и i(t) для времени t= t1. Процесс повторяется для следующих точек t2, t3 и т.д. Затем построенные точки соединяются и получаются графики uвых(t) и i(t). Для точек t1, t2, t3 и т.д. лучше выбирать характерные точки перехода с одного участка ВАХ uвх(i) и uвых(i) на другой и характерные точки (нули, максимумы, минимумы) зависимости uвх(t).

8. Построить зависимость uвых(uвх). При построении учесть, что uвх меняется в пределах от –Um до +Um.

 

Алгоритм схемного расчета цепей с различными диодами (НЭ)

 

1. Обозначить в схеме напряжение на НЭ uд(t) (стрелку рисовать в направлении прямого тока через диод) и ток i(t) (стрелку направить в соответствии с uвх).

2. Нарисовать ВАХ идеального НЭ и пронумеровать участки ВАХ (в случае диода – 2 участка, стабилитрона – 3).

3. Нарисовать эквивалентные схемы, заменив НЭ на каждом участке соответствующей схемой замещения (кз, разрыв или (для стабилитрона) источник напряжения).

4. В схеме, где НЭ заменен разрывом, обозначить uд= и выразить потенциалы и через источники схемы uвх и Е. Подставить полученное выражение в математическое описание данного участка НЭ (для диода uд < 0) и найти, для каких значений входного сигнала верна эта схема замещения НЭ (результат получается в виде неравенства, в случае стабилитрона – двойного).

5. Для каждой схемы записать выражение для тока i(t) (если требуется) и напряжения uвых(t), выразив их через входное напряжение и известные параметры элементов цепи. Учитывая результаты п. 4, найти, при каких входных напряжениях верна каждая из схем.

6. Построить графики i(t), uвых(t) и uвых(uвх). При построении последнего графика учесть, что uвх меняется в пределах от –Um до +Um.