Общие сведения о линейных радиотехнических цепях

Все системы, применяемые на практике, подразделяются на линейные и нелинейные. Любое радиотехническое устройство представляет собой сочетание линейных и нелинейных элементов.

Линейными элементами называются такие элементы, параметры которых не зависят ни от величины протекающего по ним тока, ни от величины приложенного к ним напряжения.

Поскольку параметры линейной системы являются величинами постоянными, то зависимость тока в системе от подводимого к ней напряжения является линейной функцией. Например, если радиотехническая цепь содержит резистор R, к которому подведено напряжение U, то ток в цепи пропорционален приложенному напряжению (рис. 3.1.2):

где – электрическая проводимость резистора.

Рис. 3.1.2. Схема и характеристика линейного элемента

Если цепь содержит не только активное сопротивление R, но и реактивные элементы, параметры которых не зависят от тока или напряжения, то и в этом случае ток в цепи также пропорционален приложенному напряжению:

I = Y · U;

где ; Z – полное сопротивление цепи.

Таким образом, линейные системы характеризуются линейной зависимостью между напряжением и током, т. е. линейной вольтамперной характеристикой.

Оценим поведение линейной системы с сопротивлением Z, если к ее входу приложено напряжение U, являющееся суммой двух синусоидальных колебаний разных частот ω₁ и ω₂ :

Ток, протекающий через сопротивление Z, можно определить из следующих соотношений:

Таким образом, сложение синусоидальных колебаний разных частот в линейной системе не приводит к возникновению новых частот. Поэтому при изучении поведения системы можно рассматривать колебания каждой частоты в отдельности, а затем суммировать полученные результаты.