Перетворюючі та формуючі кола

 

  1 березня 2021р.

Предмет: Імпульсна та цифрова техніка

Урок 8, 9 : Перетворюючі та формуючі кола. Диференціюючі та інтегруючі кола з різними постійними часу.

Ланцюги формування сигналу: диференціюючий та інтегруючий ланцюги.
RC ланцюг може змінювати форму складних сигналів так, що вихідна форма буде зовсім не схожа на вхідну. Величина спотворення визначається постійною часу RC ланцюга. Тип спотворення визначається вихідною компонентою, включеною паралельно виходу. Якщо паралельно виходу включений резистор, то ланцюг називається диференціюючим, якщо конденсатор, то інтегруючим.

Додатково можна подивитися відеоурок за посиланням
https://www.youtube.com/watch?v=msJQH9pONKk

Диференціюючий ланцюг використовується в ланцюгах синхронізації, для отримання вузьких імпульсів з прямокутних, а також для отримання перемикальних імпульсів і міток. Якщо паралельно виходу включений конденсатор, то ланцюг називається інтегруючим. Інтегруючий ланцюг використовується в ланцюгах формування сигналів в радіо, телебаченні, радіолокаторах і в комп'ютерах.

Мал.1

На малюнку 1 зображений диференціюючий ланцюг.

Складні сигнали складаються з основної частоти і великого числа гармонік. Коли складний сигнал поступає на диференціюючий ланцюг, він впливає на кожну частоту по різному. Відношення ємнісного опору (Хс) до R для кожної гармоніки різне. Це призводить до того, що  кожна гармоніка зрушується по фазі і зменшується за амплітудою різною мірою. В результаті початкова форма сигналу спотворюється. На малюнку показано, що відбувається з сигналом прямокутної форми, що пройшов диференціюючий ланцюг. На мал.2 показані форми вхідного і вихідного сигналу з різними сталими часу (мала стала часу, середня  стала часу, велика стала часу).

                                                                          Мал.2

Інтегруючий ланцюг.

   Інтегруючі ланцюги, так само як і диференціюючі будують на основі RC - і RL- ланцюгів, відмінність полягає в тому, звідки знімають вихідну напругу.

Свою назву інтегруючі ланцюги дістали від того, що вихідна напруга, що знімається з їх виходу пропорційна інтегралу від вхідної напруги. Розглянемо реакцію інтегруючого ланцюга на прямокутний імпульс напруги. Прямокутний імпульс, по суті, є напругою, яка змінюється ступінчасто двічі. В результаті першого стрибка напруги конденсатор починає заряджатися до тих пір, поки напруга на вході не зміниться, після цього почнеться розряд конденсатора за експоненціальним законом.

   В інтегруючому ланцюзі вихідна напруга знімається з конденсатора. Ланцюг працює наступним чином: так як τ˃˃t_і , то процес заряду і розряду конденсатора проходить значно повільніше. У зв’язку з тим, що напруга на конденсаторі стрибком змінитися не може, то в перший момент напруга на ньому дорівнює нулю, пояснюється це тим, що його опір надзвичайно малий і вся вхідна напруга падає на резисторі R. По мірі заряду конденсатора його опір зростає, разом з ним зростає і вихідна напруга. При знятті вхідної напруги конденсатор С починає розряджатися в зворотний бік  через резистор R  і внутрішній опір джерела  сигналу.

Крім того, для обліку постійної часу розряду ланцюга, необхідно враховувати і опір навантаження інтегруючого ланцюга.

Тривалість імпульсу на виході інтегруючого ланцюга дещо більше, ніж тривалість імпульсу на вході. Цю особливість нерідко використовують для збільшення тривалості імпульсу, і такі ланцюги раніше називали такими, що розширюють тривалість імпульсу.

 

 

 

Додатково відеоурок можна подивитися за посиланням

https://www.youtube.com/watch?v=CVb7OWoLhWk

Завдання:
1. Складіть  конспект, який має містити схеми, пояснення до них і основні положення.