Mikä on lineaarinen piiri?

Lineaarinen piiri on suunniteltu siten, että kaikki elektroniset lisälaitteet tai komponentit pysyvät yhtenäisinä. Se myös varmistaa, että kaikki piirin eri ominaisuudet, mukaan lukien impedanssi, vastus, vahvistus ja kapasitanssi, eivät muutu koko piirin aikana. Tämä riippumatta mahdollisista jännitteen muutoksista, joita voi esiintyä komponenttien välillä koko piirissä.

Sähköpiirissä termi lineaarinen edustaa käytettävän piirin muotoilua. Jotta piiriä pidettäisiin lineaarisena piirinä, se ei saa sisältää minkäänlaista epälineaarista komponenttia. Tämä tarkoittaa, että piirissä ei saa olla diodia tai transistorielementtiä eikä rautaydinjohtimia.

Elektronisessa valmistusteollisuudessa lineaarisille piireille annetaan oma nimitys valmistusprosessissa. Piirilevyvalmistajien ja elektronisten laitteiden valmistajien on pidettävä erossa lineaariset ja epälineaariset tuotteet. Tämä tarkoittaa yleensä sitä, että ne erottavat lineaariset tuotteet digitaalisten tuotteiden valmistuslinjoistaan ​​lineaaristen tuotteiden eheyden säilyttämiseksi. Esimerkiksi lineaarisesti toimivan vahvistinpiirin valmistusta ei valmisteta samalla linjalla kuin op-vahvistinta, joka sisältää kaikenlaisia ​​transistoreita, koska transistorit käyttäytyvät epälineaarisesti, mikä poistaisi lineaarisen vahvistimen perustoiminnon.

Lineaarisia piirejä käytetään myös elektronisten laitteiden suojausmenetelmissä. Jotkut ylijännitesuojayksiköt sekä teollisuuden ja kotitalouksien katkaisijat käyttävät lineaarisia piiristöjä keinona hajottaa turvallisesti toiseen piiriin syötetty teho. Näitä käytetään, koska lineaarinen piiri pystyy hajottamaan tehon tasaisemmin, kun se kulkee piirin läpi kuin epälineaarisen piirin.

Epälineaarinen piiri sisältää epälineaarisia komponentteja, jotka voivat joutua oikosulkuun tai vikaan, mikä voi johtaa piirin suojalaitteen toimintahäiriöön. Jos ylijännitesuojan epälineaarisessa piirissä oleva vastus tai diodiyksikkö epäonnistuu, laite sallii ylijännitteen lisääntyneen jännitteen kulkea suoraan sen läpi ilman, että se tuottaa tehoa. Lineaariset piirit eivät koske näitä ongelmia.

Jotta sitä voidaan pitää lineaarisena piirinä, sillä on oltava superpositio -ominaisuus. Tämä tarkoittaa, että riippumatta piirin tulojen lukumäärästä, piirin lähtö jännitteen tai signaalin suhteen on sama kuin kunkin tulon yhteenlaskettu todellinen summa. Tuloissa ei tapahdu muutoksia lineaaripiirin läpi kulkevan signaalin kautta.