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 t₁, по графику определяется соответствующее значение u_вх(t₁), по зависимостям u_вх(i) и u_вых(i) определяются значения u_вых(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 u_вых(t) и i(t). Для точек t₁, t₂, t₃ 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.