Глава 7. Машинный анализ нелинейных цепей
7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Рассматривавшиеся до сих пор преимущественно аналитические методы исследования нелинейных и параметрических цепей эффективны, если цепь достаточно проста, а нелинейные зависимости аппроксимируются относительно несложными выражениями.
Инженеру нередко приходится иметь дело с весьма сложными нелинейными цепями, например нелинейными интегральными цепями, содержащими многие десятки и сотни транзисторов, диодов и конденсаторов. Кроме того, при упрощении аппроксимаций характеристик нелинейных элементов, хотя и правильно
качественно описываются явления в нелинейной цепи, но теряется возможность получения точных количественных соотношений. Пока цепь простая, это не очень существенно, так как неточно спроектированное устройство можно «довести» в процессе экспериментальной отладки. Но если цепь сложная, то такая «доводка», например в случае нелинейных интегральных цепей, оказывается технически невозможной. В связи с этим наряду с аналитическими и графическими все более широкое распространение получают машинные методы исследования цепей, базирующиеся на использовании современных ЭВМ. Эти методы обеспечивают столь высокую точность, что делают излишней или редкой экспериментальную отладку рассчитанной цепи.
Машинные методы анализа нелинейных цепей позволяют рассчитывать:
матрицы, числа, функции, входящие в некоторую форму уравнений, принятую за стандартную, т. е. автоматически формировать уравнения нелинейной цепи;
статический режим, т. е. токи и напряжения элементов цепи в отсутствие переменных напряжений на входе;
стационарные динамические (колебательные) режимы в цепях автоколебательного и неавтоколебательного типа (автогенераторах, умножителях частоты, нелинейных усилителях и т. д.);
переходные процессы в тех же цепях (например, процесс установления синхронного режима в синхронизируемом автогенераторе).
Содержание данной главы предполагает знакомство читателей с основами машинных методов анализа цепей по курсу «Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах», где изучается решение двух первых задач. Поэтому рассмотрение этих вопросов здесь опущено.
