Вольтамперные характеристики

В случае безинерционных нелинейных элементов (НЭ) зависимость (3.35) упрощается, т. к. можно пренебречь зависимостью от времени в явном виде, а для анализа процессов использовать вольтамперные характеристики (см. рис. 3.11).

Рис.3.11 Вольтамперная характеристика нелинейного элемента

Проведем касательную к кривой . Значение в точке касания ( является сопротивлением постоянному току.

Приращению напряжения в точке соответствует приращение тока вольтамперной характеристики .

1⁰. Случай малого сигнала

При таком допущении справедливы следующие выражения для параметров НЭ

– дифференциальное сопротивление;

– дифференциальная крутизна

2⁰. Случай большого сигнала .

При таком условии в математических моделях используют различные аппроксимации вольтамперной характеристики, в том числе кусочно-линейную аппроксимацию (рис. 3.12)

Рис. 3.12 Форма тока нелинейного элемента при гармоническом сигнале

Выражение для тока, протекающего через НЭ, принимает вид

Угол отсечки определяется равенством , из которого cледует

и выражения для гармонических составляющих тока

(3.36)

– функции Берга.

Часто используются также степенная и экспоненциальная аппроксимация.

Степень влияния высших гармоник оценивается коэффициентом нелинейных искажений

– отношение среднеквадратического уровня всех высших гармоник к амплитуде тока полезной гармоники.