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 u _вх(i) и u _вых(i), при этом НЭ учитывать зависимостью + u_д (i_д) или – u_д (i_д).

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

4. Построить характеристику НЭ + u_д (i_д) или – u_д (i_д) 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 u _вх(i) и u _вых(i) п. 2, обвести u _вх(i) красным цветом, а u _вых(i)– зеленым цветом.

6. Построить в соответствующей заготовке u _вх(t)= U _m sin t, здесь же с помощью зависимостей п.5 строится u _вых(t).

7. Зависимости u _вых(t) и i (t) строятся по точкам следующим образом. На графике u _вх(t) на оси времени фиксируется точка t ₁, по графику определяется соответствующее значение u _вх(t ₁), по зависимостям u _вх(i) и u _вых(i) определяются значения u _вых(t ₁) и i (t ₁). Эти точки наносятся на соответствующие графики u (t) и i (t) для времени t = t ₁. Процесс повторяется для следующих точек t ₂, t ₃ и т.д. Затем построенные точки соединяются и получаются графики u _вых(t) и i (t). Для точек t ₁, t ₂, t ₃ и т.д. лучше выбирать характерные точки перехода с одного участка ВАХ u _вх(i) и u _вых(i) на другой и характерные точки (нули, максимумы, минимумы) зависимости u _вх(t).

8. Построить зависимость u _вых(u _вх). При построении учесть, что u _вх меняется в пределах от – U _m до + U _m.

Алгоритм схемного расчета цепей с различными диодами (НЭ)

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

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 u_д = – и выразить потенциалы и через источники схемы u _вх и Е. Подставить полученное выражение в математическое описание данного участка НЭ (для диода u_д < 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 u _вых(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), u _вых(t) и u _вых(u _вх). При построении последнего графика учесть, что u _вх меняется в пределах от – U _m до + U _m.