Никто

Нуллор состоящая — это теоретическая двухпортовая сеть, из нуллера на входе и норатора на выходе. ^[1] Нуллоры представляют собой идеальный усилитель , имеющий бесконечные ток, напряжение, крутизну и коэффициент усиления трансимпеданса. ^[2] Все его параметры передачи равны нулю, то есть его поведение ввода-вывода суммируется с помощью матричного уравнения

{\begin{pmatrix}v_{1}\\i_{1}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0&0\\0&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}v_{2}\\i_{2}\end{pmatrix}}

В схемах с отрицательной обратной связью схема, окружающая нулевой сигнал, определяет нулевой выходной сигнал таким образом, чтобы принудительно обнулить нулевой входной сигнал.

Вставка нуля в схему накладывает математические ограничения на то, как должна вести себя эта схема, вынуждая саму схему принимать любые меры, необходимые для удовлетворения условий. Например, идеальный операционный усилитель можно смоделировать, используя нуллор, ^[3] а хрестоматийный анализ схемы обратной связи с использованием идеального операционного усилителя использует математические условия, налагаемые нулем, для анализа схемы, окружающей операционный усилитель.

Пример: приемник тока, управляемый напряжением

На рисунке 1 показан сток тока, управляемый напряжением. ^[4] Сток предназначен для потребления одного и того же тока i _OUT независимо от приложенного напряжения V _CC на выходе. Величина потребляемого тока задается входным напряжением v _IN . Здесь сток должен быть проанализирован путем идеализации операционного усилителя как нулевого значения.

Используя свойства входной части обнулителя нуля, входное напряжение на входных клеммах операционного усилителя равно нулю. Следовательно, напряжение на эталонном резисторе R _R представляет собой приложенное напряжение v _IN , что делает ток в R _R просто v _IN / R _R . Опять же, используя свойства обнулителя, входной ток нулевого значения равен нулю. Следовательно, закон Кирхгофа на эмиттере обеспечивает ток эмиттера v _IN / R _R . Используя свойства выходной части норатора нульлора, нульлор обеспечивает любой требуемый ток, независимо от напряжения на его выходе. В этом случае он обеспечивает ток базы транзистора i _B . Таким образом, закон Кирхгофа, примененный к транзистору в целом, дает выходной ток, проходящий через резистор R _C, как

i_{\text{OUT}}={\frac {v_{\text{IN}}}{R_{\text{R}}}}-i_{\text{B}}

где ток базы биполярного транзистора i _B обычно пренебрежимо мал, если транзистор остается в активном режиме . То есть, основываясь на идеализации нуля, выходной ток контролируется приложенным пользователем входным напряжением v _IN и выбором разработчика опорного резистора R _R .

Назначение транзистора в схеме — уменьшить долю тока в R _R, подаваемую операционным усилителем. Без транзистора ток через R _C был бы i _OUT = ( V _CC − v _IN )/ RC _{, что} мешает достижению цели проектирования независимости i _OUT от V _CC . Еще одним практическим преимуществом транзистора является то, что операционный усилитель должен выдавать лишь небольшой ток базы транзистора, что вряд ли повлияет на способность операционного усилителя выдавать ток. Конечно, только настоящие операционные усилители ограничены по току, а не нули.

Оставшееся изменение тока с напряжением V _CC обусловлено эффектом Эрли , который приводит к изменению β транзистора с изменением его напряжения коллектор-база V _CB по соотношению β = β ₀ (1 + V _CB / VA ₎ , где VA _– так называемое раннее напряжение. Анализ, основанный на нулевом значении, приводит к выходному сопротивлению этого стока тока как R _out = r _O (β + 1) + RC _r , где O _— выходное сопротивление транзистора малого сигнала, определяемое как O ₌ ( VA ₊ r V _CB )/ я _вышел . См. текущее зеркало для анализа.

Использование нулевой идеализации позволяет спроектировать схему на базе операционного усилителя. Практической проблемой остается разработка операционного усилителя, который ведет себя как нуль.

Ссылки

^ Имя «нуллор» было введено в Карлине. Х. Дж. «Особые сетевые элементы», Тех. Док. Представитель RADC-TDR-63-511, Политехнический институт. Бруклина, январь 1964 года; позже опубликовано в мартовском выпуске журнала IEEE Transactions on Circuit Theory за 1964 год, том 11, выпуск 1, стр. 67-72 https://doi.org/10.1109/TCT.1964.1082264 .
^ Верховен CJM; ван Ставерен А.; Монна ГЛЕ; Кувенховен МХЛ; Йылдыз Э. (2003). Структурированная электроника: усилители с отрицательной обратной связью . Бостон/Дордрехт/Лондон: Kluwer Academic. стр. 32–34. ISBN 1-4020-7590-1 .
^ Верховен CJM; ван Ставерен А.; Мать ГЛЕ; Кувенховен МХЛ; Йылдыз Э. (31 октября 2003 г.). §2.6 . Спрингер. ISBN 1-4020-7590-1 .
^ Ричард Р. Спенсер, Гаузи MS (2003). Введение в проектирование электронных схем . Аппер-Сэддл-Ривер, штат Нью-Джерси: Прентис-Холл / Пирсон. стр. 226–227. ISBN 0-201-36183-3 .

[1] Имя «нуллор» было введено в Карлине. Х. Дж. «Особые сетевые элементы», Тех. Док. Представитель RADC-TDR-63-511, Политехнический институт. Бруклина, январь 1964 года; позже опубликовано в мартовском выпуске журнала IEEE Transactions on Circuit Theory за 1964 год, том 11, выпуск 1, стр. 67-72 https://doi.org/10.1109/TCT.1964.1082264 .

[Verhoeven-2] Верховен CJM; ван Ставерен А.; Монна ГЛЕ; Кувенховен МХЛ; Йылдыз Э. (2003). Структурированная электроника: усилители с отрицательной обратной связью . Бостон/Дордрехт/Лондон: Kluwer Academic. стр. 32–34. ISBN 1-4020-7590-1 .

[Verhoeven2-3] Верховен CJM; ван Ставерен А.; Мать ГЛЕ; Кувенховен МХЛ; Йылдыз Э. (31 октября 2003 г.). §2.6 . Спрингер. ISBN 1-4020-7590-1 .

[Spencer-4] Ричард Р. Спенсер, Гаузи MS (2003). Введение в проектирование электронных схем . Аппер-Сэддл-Ривер, штат Нью-Джерси: Прентис-Холл / Пирсон. стр. 226–227. ISBN 0-201-36183-3 .

[1]

[2]

[3]

[4]