Czwórnik

0
38

Układ elektroniczny o dowolnej architekturze wewnętrznej posiadający zewnętrzne wyprowadzenia w postaci dwóch par zacisków zwanych bramą wejściową i wyjściową. Dla wyznaczenia własności czwórnika potrzebna jest znajomość prądów wejściowego i wyjściowego oraz napięć na wejściu i wyjściu czwórnika. 

Sposoby opisu czwórników

Relacje pomiędzy napięciami i prądami wejściowymi oraz wyjściowymi opisują równania czwórnika, które najczęściej przedstawiane są w postaci macierzowej. Wyróżnia się sześć podstawowych postaci równań opisujących stan czwórnika: 

  • postać impedancyjna (napięcia wejściowe i wyjściowe są wyrażone w zależności od prądów), 
  • admitancyjna (prądy wejściowe/wyjściowe są wyrażone w zależności od napięć), 
  • łańcuchowa prosta (para wielkości związana z bramą wejściową wyrażona jest jako funkcja pary związanej z bramą wyjściową), 
  • łańcuchowa odwrotna (para wielkości dotyczących bramy wyjściowej wyrażona jest w funkcji pary związanej z bramą wejściową), 
  • hybrydowa (jedna para wielkości U1, I2 jest funkcją drugiej pary I1, U2), 
  • hybrydowa odwrotna (jedna para wielkości I1, U2 jest funkcją drugiej pary U1, I2).

Podział czwórników

Ze względu na zastosowane elementy czwórniki dzielimy na:

  • liniowe (elementy czwórnika są elementami liniowymi, a charakterystyka prądowo napięciowa układu jest linią prostą),
  • nieliniowe (w układzie występuje co najmniej jeden element nieliniowy).

Czwórniki odwracalne i nieodwracalne:

  • czwórnik odwracalny spełnia zasadę wzajemności –  jeżeli do bramy wejściowej podłączymy idealne źródło napięcia generujące przepływ prądu “I” w zwartym obwodzie wyjściowym, to po podłączeniu tego źródła do wyjścia, w zwartym obwodzie wejściowym popłynie taki sam co do wartości prąd “I”.

Ze względu na czynniki energetyczne czwórniki dzielimy na:

  • aktywne – całkowita energia pobrana przez elementy czwórnika po dołączeniu do jego zacisków źródła energii jest ujemna (charakterystyczne dla takich czwórników jest występowanie w ich schemacie źródła sterowanego lub niesterowanego).
  • pasywne – całkowita energia pobrana przez jego elementy jest w tym przypadku dodatnia lub równa 0.

Czwórniki symetryczne i niesymetryczne

  • czwórnik symetryczny spełnia warunek utrzymania bez zmian rozpływu prądów i rozkładu napięć w obwodzie poza czwórnikiem gdy zamienione zostaną wejście i wyjście czwórnika.

Stany czwórnika

  • stan obciążenia – brama wyjściowa znajduje się pod obciążeniem (istnieje pewna rezystancja wyjściowa),
  • stan jałowy – zaciski bramy wyjściowej są rozwarte,
  • stan zwarcia – zaciski wyjściowe są zwarte (połączone bez obciążenia).

Połączenia czwórników

  • połączenie łańcuchowe – zaciski bramy wyjściowej jednego czwórnika podłączone są do zacisków wejściowych drugiego czwórnika.
  • połączenie równoległe – zaciski bramy wejściowej pierwszego czwórnika są połączone z zaciskami bramy wejściowymi drugiego czwórnika, oraz zaciski wyjściowe pierwszego czwórnika są połączone z zaciskami bramy wyjściowej drugiego czwórnika. 
  • połączenie szeregowe – zaciski wejściowy 1’ bramy pierwszego czwórnika jest połączony z zaciskiem wejściowym 1 drugiego czwórnika oraz zacisk wyjściowy 2’ pierwszego czwórnika jest połączony z zaciskiem wyjściowym 2 bramy wyjściowej drugiego czwórnika. 

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o