Главная Импульсный режим работы



РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ЛИНЕЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

В этом разделе рассматриваются методы преобразования формы и параметров импульсов и методы формирования импульсов, основанные в принципе на использовании л и -н е й н ы X свойств цепей. Практически устройства преобразования и формирования импульсов содержат и нелинейный элементы. Однако в рассматриваемых в этом разделе устройствах роль нелинейных элементов либо не является определяющей, либо нелинейные свойства элементов вообще не лежат в основе действия устройств и лишь проявляются в некоторой степени, как искажающие основной процесс факторы. Из этих соображений такие устройства условно могут рассматриваться как линейные.

К устройствам рассматриваемого типа, получившим наиболее широкое применение, относятся:

а) интегрирующие цепи, применяемые для преобразования импульсов по закону временного интеграла и, иногда, для расширения импульсов;

б) дифференцирующие {укорачивающие) цепи, применяемые для преобразования импульсов по закону производной по времени, а также для укорочения импульсов;

в) импульсные трансформаторы, применяемые для изменения полярности и величины импульсов;

г) линии задержки, применяемые для изменения временного положения (для задержки) произвольной последовательности импульсов;

д) линейные формирующие цепи, применяемые для получения высокостабильных по длительности импульсов, форма которых близка к прямоугольной.



ГЛАВА ТРЕТЬЯ

ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ

§ 3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ИНТЕГРИРУЮЩЕЙ ЦЕПИ

1. Назначение. Иногда требуется произвести преобразование сигнала заданной формы «вх = в сигнал «вых = = «2(0, изменяющийся по закону

u{t) = u{Qi)-Vk\u(t)dt, (3.1)

где k - коэффициент пропорциональности, а uiO) - начальное значение выходного сигнала в момент t = 0.

Выражаемое формулой (1) преобразование сигналов называется ин-

--э с

-о Сг

ugf,,=uz тегрированием сигналов; оно осу--ществляется посредством линейного четырехполюсника (рис. 1), на-, Рис. 1. зываемого интегрирующей цепью.

Интегрирование сигналов применяется в устройствах селекции и сравнения импульсных сигналов, в устройствах формирования импульсов и сигналов сложной формы (в частности, в устройствах формирования линейно-изменяющегося напряжения), в вычислительной технике аналогового типа, в информационно-измерительной технике и для других целей.

2. Операция интегрирования сигналов иллюстрируется приведенными на рис. 2 и 3 временными диаграммами.

На рис. 2 представлен сигнал Ui{t) в виде последовательности разнополярных прямоугольных импульсов, постоянная составляющая которого равна нулю (заштрихованные на рис. 2 площади равны). При интегрировании сигнала u{t) на выходе идеальной интегрирующей цепи получается сигнал «а(0 виде последовательности импульсов трапецеидальной формы высотой t/g- Полезно обратить внимание на то, что высота U=kUit =kU\tn, т. е. она пропорциональна площади любого из заштрихованных на рис. 2 прямоугольников.

При интегрировании сигнала щ{1) (также не содержащего постоянной составляющей) в виде последовательности раз-



нополярных треугольных импульсов Срис. 3) сигнал u(t) в течение времени действия каждого из входных импульсов изменяется по кусочно-параболическому закону (график сигнала содержит сопряженные в точках Mi, М. и т. д. отрезки парабол). В момент 4 величина «2(1) =0,5kUiTi


Рис. 2.

Рис. 3.

Пропорциональна площади треугольника abd, а в момент 4 величина «2(4) = 0,5kUi{Ti + Г2) пропорциональна площади треугольника adc.

Из представленных на рис. 2 и 3 диаграмм видно, что при интегрировании импульсов происходит увеличение длительности выходных импульсов относительно длительности входных импульсов. Это свойство используется в некоторых схемах расширения импульсов [III].

Приведенные на рис. 2 и 3 диаграммы соответствуют идеальным условиям работы интегрирующей цепи, которые в полной мере не достижимы на практике.

3. Принцип работы интегрирующей jRC-цепи. Конденсатор (без утечки) является идеальным элементом для интегрирования входного тока / (рис. 4, а). Однако обычно ставится задача интегрирования входного напряжения Для такой возможности достаточно преобразовать источник напряжения «j в генератор тока i, сила которого пропорциональна напряжению щ. Близкий к этому результат можно достигнуть, если последовательно с конденсатором включить резистор достаточно большого сопротивления R (рис. 4, б), при котором ток i == («1 - U2)/R

Рис. 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


0.0299