Классификация радиотехнических цепей

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ

 

КАФЕДРА АРЭО

 

ЛЕКЦИЯ № 3

по дисциплине

Радиотехнические цепи и сигналы

 

для студентов специальности 160905-ЗО

 

 

Раздел 3. Воздействие детерминированных
сигналов на линейные цепи

Иркутск, 2013 г.

Классификация радиотехнических цепей

При рассмотрении обобщённой структурной схемы радиотехнической информационной системы было показано, что передача сообщений сопровождается цепочкой преобразований сигналов. Преобразования осуществляются различными радиотехническими устройствами, которые представляют собой совокупность физических объектов. Отдельный объект, осуществляющий то или иное преобразование сигналов, называется радиотехнической цепью.

Радиотехническая цепь имеет вход, на который подаётся исходный сигнал, и выход, откуда снимается преобразованный сигнал. Такая цепь как физическая система является одномерной. Если цепь имеет несколько входов и выходов, то она называется многомерной. В дальнейшем будут рассматриваться только одномерные системы.

Если неизвестны внутренние процессы преобразования сигналов, то радиотехническую цепь можно представить в виде т.н. “чёрного ящика” (рис. 5.1), где оператор преобразования. Вместе с тем, в ряде случаев рассматривают и внутренние состояния радиотехнической цепи. К характеристикам состояния можно отнести напряжения и токи на различных элементах (резисторах, емкостях, индуктивностях) цепи. Если цепь характеризуется только одним состоянием, то она называется цепью первого порядка. Если же в качестве состояний рассматриваются токи или напряжения на n элементах цепи, то цепь является цепью n- го порядка. Порядок цепи оказывает существенное влияние на вид оператора преобразования .

Таким образом, результат преобразования входного сигнала радиотехнической цепью с оператором можно записать следующим образом

(5.1)

Это обобщённое выражение позволяет провести классификацию радиотехнических цепей (рис. 5.2).

 

 

Рис. 5.2

 

 

В первую очередь, отметим, что оператор преобразования с течением времени может оставаться постоянным, либо изменяться. Поскольку оператор преобразования целиком определяется параметрами цепи, то очевидно, неизменный во времени оператор характеризуется постоянными параметрами и цепи называются цепями с постоянными параметрами. Если же оператор изменяется во времени, то выходной сигнал описывается выражением

, (5.2)

а цепь называется цепью с переменными параметрами или параметрической цепью.

По виду оператора преобразования цепи делятся на линейные и нелинейные. Если оператор удовлетворяет условиям

, (5.3)

, (5.4)

то он является линейным оператором и цепь соответственно является линейной. В противном случае цепь относится к нелинейным цепям.

Если выходной сигнал радиотехнической цепи в некоторый момент времени определяется только значением входного сигнала в тот же момент времени, то такая цепь называется безынерционной. Если же выходной сигнал зависит не только от значения входного сигнала в данный момент времени , но и от значений в предыдущие моменты времени, то такая цепь является инерционной. Очевидно, резисторный делитель (рис. 5.3, а) является безынерционной. Инерционность цепи определяется наличием в её составе ёмкостей и индуктивностей, поэтому RC-цепь, изображённая на рис. 5.3, б является инерционной цепью.

Завершим классификацию цепей по признаку наличия в составе цепи источника энергии. Если источник энергии в составе цепи отсутствует, такая цепь называется пассивной. Приведённые выше линейные цепи являются пассивными. При наличии же источника энергии в составе цепи цепь является активной. В качестве активных элементов радиотехнических цепей выступают электронные лампы, транзисторы и т.д. С этой точки зрения усилитель электрических сигналов является активной цепью.