Главная Импульсный режим работы



Формула (23) однозначно определяет параметр у и, следовательно, нужную величину R, удовлетворяющую заданному значению б. Однако при низких значениях погрешности б < 1 данная схема не всегда реализуема. Действительно, так как параметр у существенно положителен, то схема реализуется лишь при Та > > ио (т- е. при высокой скважности следования импульсов), когда выполняется неравенство

б>-- (3.24)

/ J и

В рассматриваемом случае иногда получается очень большая величина сопротивления R Rn к соответственно весьма низкая эффективность работы схемы (t/g С i)-

§ 3.3. ВАРИАНТЫ СХЕМ ИНТЕГРИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

1. Интегрирующая цепь может быть также построена путем использования свойств индуктивности, напряжение на которой связано с протекающим током i уравнением Uj = Ldildt. Интегрируя это уравнение, получим i = i (0)+

1 ni

-j--J Ujdt. Схема интегрирующей цепи,

Рис. 9.

основанная на этом принципе, изображена «л на рис. 9. Здесь также должно выполняться неравенство < \и, при кото-ром справедливо приближенное равенство щ S Ui- Для этого параметры цепи должны удовлетворять неравенству L/i?> > tao, где ио - длительность интегрируемого сигнала. Интегрирующие цепи такого вида (они конструктивно сложнее RC-цепей) применяются иногда в технике специальных измерений.

2. На рис. 10 изображена схема интегрирующей цепи и временные диаграммы процессов в ней. Схема предназначена для ин-

0+Еа

Д R

с±

Выхо9 !

2 Uz,


Рис. 10,

тегрирования серий импульсов длительностью Тс, повторяющихся через интервалы времени Т > Тс- Для предотвращения разряда конденсатора в паузах между импульсами одной серии установлен диод Д. Для восстановления на конденсаторе в течение времени Т исходных начальных условий устанавливается резистор сопро-



тиБлением R, удовлетворяющим равенству (15). Сигнал с выхода интегрирующей цепи поступает на то или иное исполнительное или анализирующее устройство (его входное сопротивление учитывается сопротивлением

В отношении погрешности интегрирования действие серии импульсов в данной схеме почти эквивалентно действию одного импульса, длительность которого равна сумме длительностей всех импульсов серии.

3. В прецизионных схемах интегрирования сигналов применяется отрицательная обратная связь, создаваемая с помощью усилителя (рис. И). Здесь выходной сигнал t/gjj == -/С («с-

- Ривых). где К - коэффициент усиления каскада, а Р - коэффициент обратной связи. Полагая РК > 1, имеем 1гвых1 S WcVf- Таким образом, выходной сигнал почти не зависит от К- Но благодаря действию обратной связи, в цепи R - С - /?2 заряда конденсатора осуществляется

компенсация напряжения Рис. ц.

на конденсаторе напряжением

ид2 снимаемым с сопротивления обратной связи. В результате этого получается сильная степень выполнения неравенства - R2 Iil ( необходимости выполнения неравенства % €. \ui\)- Соответственно достигается высокая точность интегрирования конденсатором входного напряжения при достаточно высокой эффективности работы схемы [9]. Более подробно принцип работы таких схем рассматривается в гл. 16 и 17.

4. Различные варианты прецизионных схем интегрирования, известных под названием операционных усилителей, описаны в литературе [5, 12, 33-36], где дается также анализ работы схем и излагаются методы их расчета. В некоторых специальных случаях приходится производить двукратное, а иногда и многократное интегрирование сигналов, что осуществляется посредством многокаскадных интегрирующих цепей Теория работы таких цепей изложена в статье [37].


ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И УКОРАЧИВАЮЩИЕ ЦЕПИ

§ 4.1. ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ ЦЕПИ

1. Назначение. Иногда требуется преобразовать импульс напряжения заданной формы Ыцх = Ui(t) в сигнал иых = = «2(/), изменяющийся по закону

(4.1)



где k - коэффициент пропорциональности. Такое преобразование формы импульсов называется дифференцированшм импульсов; оно осуществляется посредством линейного четырехполюсника (рис. 1), называемого дифференцирующей цепью. Дифференцирование импульсов применяется в устройствах формирования импульсов, в счетно-решающих устройствах, при специальных измерениях и для других целей.

2. Принцип работы дифференцирующей /?С-цепи. Конденсатор (без утечки) является идеальным элементом для преобразования приложенного к нему напряжения Uj



Рис. 1,

Рис. 2,

Рис. 3.

(рис. 2) в ток i, изменяющийся пропорционально производной dujdt. Однако нам надо получить выходное напряжение, изменяющееся по закону (1). Для этого достаточно преобразовать протекающий в цепи ток I в напряжение, пропорциональное току 1. Интуитивно представляется, что это может быть достигнуто включением в цепь резистора R (рис. 3) настолько малого сопротивления, что закон изменения тока останется почти неизменным (г Cdujdt), а создаваемое им падение напряжения iR = Ыг будет изменяться по закону, близкому к выражаемому формулой (1).

Однако в действительности в показанной на рис. 3 цепи выходной сигЕ1ал и - iR = RCduldt, где напряжение на конденсаторе ы = Ui - щ. Поэтому

„..«c(-f), (4.2,

И приближенное равенство

u.RC

du-i

справедливо лишь при условии

dus at

«

(4.3)

(4.4)



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195


0.0114