Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [ 8 ] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

всех частот спектра, что приводит к дополнительным погрешностям при дифференцировании таких сигналов. Чем меньше т, тем точнее ЯС-цепь выполняет функции дифференцирующей. Однако уменьшение т приводит к уменьшению амплитуды выходного импульса (1.19). Кроме того, уменьшение т, как отмечено выше, ограничено влиянием паразитных параметров.

Применение обычного усилителя после дифференцирующей цепи позволяет увеличить амплитуду выходного напряжения, но нелинейность характеристик транзисторов (ламп), нестабильность коэффициентов усиления и инерционность транзисторов приводят к снижению точности дифференцирования. Более точные результаты получаются при использовании в качестве дифференциаторов так называемых операционных усилителей с отрицательной обратной связью. Эти усилители подробно рассматриваются в курсе вычислительной техники.

1.3.6. РАСШИРЯЮЩИЕ (ИНТЕГРИРУЮЩИЕ) ЦЕПИ

RC- (или RL-) цепь можно применять для расширения импульсов, т. е. для получения импульсов с длительностью ивых 4вх-Расширение импульсов происходит за счет того, что накопленная.

во время действия входного ilji импульса энергия электри-

ческого поля конденсатора (или энергия магнитного поля катушки) затем в течение длительного времени рассеивается в результате разряда конденсатора (или катушки). Поэтому чем больше постоянная времени цепи по сравнению с ивх(т» W), тем большую длительность имеет импульс на емкости С RC-nem (или на сопротивлении R RL-пеии), что иллюстрируется временными диаграммами рис. 1.18.

Расширяющую цепь часто называют также интегрирующей; это обусловлено тем, что при <1ивх выходное напряжение (напряжение на конн денсаторе С /?С-цепи) нарастает почти по линейному закону (так как т??> 4,вх). если входное напряжение постоянно; при t > вх выходное напряжение спадает медленно и в течение относительно длительного времени остается постоянным и приблизительно равным той величине, которая была накоплена за время ивх-


Рис. 1.18



Вообще говоря, интегрирующей цепью (интегратором) называют цепь (или устройство), предназначенную для выполнения операции интегрирования, т. е. для получения выходного напряжения Ывых(0. пропорционального интегралу от входного UBx{t):

/ «вых(0 = - «вх(0 (1-21)

. о

или в операторной форме

/вь,х(р) = -/вх(р). (1.22)

где 1/т - коэффициент пропорциональности.

Для RC-пеии (рис. 1.6) можно записать изображение выходного напряжения (напряжения на конденсаторе) вых(р) =

4-гвх(р). причем здесь r=RC. Если, однако, выполняется

условие рт :§> 1, то можно приблизительно считать справедливыми ур-ния (1.21), (1.22). Этому условию соответствует условие шт 1, которому должны удовлетворять частотные составляющие спектра входного сигнала, чтобы ошибки интегрирования были невелики. Чем больше постоянная времени цепи т, тем точнее /цепень выполняет функции интегрирующей. Однако с увеличением т уменьшается амплитуда выходных импульсов. Для обеспечения высокой точности интегрирования при больших значениях амплитуды выходного сигнала применяются операционны-е усилители.

Интеграторы применяются для формирования линейно изменяющегося напряжения (см. гл. 8), для селекции импульсов по длительности (см. гл. 10), для выполнения математической операции интегрирования в аналоговых вычислительных устройствах • и т. д.

1.4. РЕЗИСТОРНО-ЕМКОСТНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ

1.4.1. РЕЗИСТОРНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ

Во многих импульсных устройствах цепи связи выполняются в виде резисторных делителей (рис. 1.19а). Выходное напряжение «н нагруженного делителя записывается по методу узловых потенциалов:

,, EiGi - EiOi - I„

Ог + 02

(1.23)

где /н - ток, потребляемый нагрузкой; Gi = IjRi, 62= 1 ?2.

Обычно величины Ей £2 известны, и сопротивления Ri, Rz делителя требуется определить так, чтобы при изменении тока /н



/ныакс значение напряжения пределы Ыц мин «н

в заданных пределах /ныин/н-

Uu не выходило за некоторые пределы Ыц мин "н "н макс-Следовательно, Ri и R2 должны быть выбраны так, чтобы удовлетворить двум условиям:

£,Gi - E2G2 - /н макс

Gi + G2

EiGi - £22 - 1н мин

Gt + G,

==5: ta Mi

(1.24) (1.25)

Если здесь оставить лишь знаки равенств, то, решив два уравнения с двумя неизвестными, найдем те значения Gi-1/Ri и 62= = I/R2, которые обеспечивают изменение от Ынмин до Ыныакс при изменении /ц в заданных пределах. Другие возможные решения неравенств (1.24) и (1.25) обеспечивают более узкие пределы


изменения Un. Наиболее наглядно графическое решение неравенств (1.24) и (1.25). Прямые АВ и CD (рис. 1.196), построенные в плоскости (Gi, G2), изображают соотношения (1.24) и (1.25) при условии сохранения в них лишь знаков равенств, т. е. ограничивают область возможных значений и G2, удовлетворяющих условиям задачи. Выбор той или иной изображающей точки М в этой области, т. е. той или иной пары значений G], G, зависит уже от дополнительных соображений, например, от возможного разброса параметров, от допустимой мощности, потребляемой делителем, и т. д. Так, если заданы максимально допустимые разбросы сопротивлений (т. е. допуски) AGI и ДОг, то следует выбрать точку М так, чтобы величины G*i ± AG* и GI ± AG оставались в об-" ласти допустимых значений; способ выбора точки М показан на рис. 1.196.

В частном случае, когда делитель не нагружен, ток нагрузки

/, /, лгч EtGi - EoG-y R2E1 - R\E2

нравен нулю и согласно ф-ле (1.23) Ын = -gTTg-~-R1 + R2-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [ 8 ] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0012