Вспомогательные средства для расчета цепей. Диаграмма смита

­В распоряжении разработчиков электронных цепей имеется ряд вспомогательных средств в виде диаграмм, графиков и таблиц. Наиболее полезной из них является диаграмма Смита. Она широко применяется не только при разработке передающих линий, волноводных и антенных устройств, но и для интерпретирования параметров транзистора при изменении частоты. Расчет цепей на основе параметров рассеяния, как, впрочем, и расчет потенциально неустойчивых цепей, также лучше всего выполнять с помощью диаграммы Смита.

Согласующие цепи, обычно применяемые для обеспечения оптимальных оконечных нагрузок или оконечных нагрузок, соответствующих каким-либо другим условиям работы, также достаточно просто рассчитываются с использованием диаграммы Смита. Кроме того, диаграмма Смита может применяться при необходимости учета всей совокупности условий работы электронной схемы. Несимметричные полосковые линии передачи являются одним из важнейших компонентов схем, поэтому в дальнейшем будут рассмотрены некоторые вопросы их расчета и применения. В высокочастотных усилителях короткие отрезки полосковых линий передачи используются в качестве настроечных шлейфов, согласующих цепей, изоляторов и элементов связи. Вычисления, относящиеся к несимметричной полосковой линии передачи, как правило, связаны с использованием диаграммы Смита, из которой, как ненужные выбросы, были исключены лишние элементы для простого изображения взаимосвязей.

По существу диаграмма Смита представляет собой изображение взаимосвязи между полным сопротивлением и коэффициентом отражения. Оба семейства окружностей размещаются на диаграмме Смита, при этом оси опускают, горизонтальную ось используют, а положительные и отрицательные значения углов отсчитывают относительно точки 0. При изучении свойств линии передачи с помощью диаграммы Смита представляют интерес радиальные шкалы, на которых откладываются параметры, относящиеся к потерям и коэффициентам стоячих волн, а также шкалы для длин волн, расположенные с внешней стороны окружностей, образующих диаграмму.

То же семейство окружностей используется для графической интерпретации активной составляющей полной проводимости, нормированной относительно проводимости. Эти нормированные значения активных составляющих сопротивления или проводимости откладываются вдоль бывшей оси. Семейство окружностей, расположенных над горизонтальной осью диаграммы, отображает нормированные значения индуктивных или емкостных реактивных составляющих сопротивлений или проводимостей, а под ней — индуктивных или емкостных реактивных составляющих проводимостей или сопротивлений соответственно. Для работы с диаграммой Смита необходимы линейка, циркуль, а также электронный микрокалькулятор или логарифмическая линейка. При спокойном и тщательном графическом построении может быть достигнута высокая точность расчетов. ­