ПРОСТЕЙШИЕ ФОРМИРОВАТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ
Для формирования импульсов используются пассивные элементы – сопротивления, емкости, индуктивности и активные элементы – диоды, транзисторы, тиристоры.
Дифференцирующая цепь – это линейный четырехполюсник (рисунок 6), напряжение на выходе которого Uвых пропорционально скорости нарастания входного напряжения Uвх, т. е.
Uвых = ; τ = L / R;
Uвх = idt + iR.
Параметры RC выбирают так, чтобы RC << T, тогда iR << idt, Uвх = idt. Продифференцируем:
i = C .
R |
L |
Uвых |
Uвых |
С |
R |
Uвх |
Uвх |
Рисунок 6 – Дифференцирующие цепи
При подаче на вход RС-цепи прямоугольного импульса напряжение UR возрастает скачком от нуля до Uвх, а по мере заряда С оно убывает по экспоненциальному закону до нуля и τ = RC. После заряда С (τ = 3RC) UC = Uвх, а UR = Uвых = 0.
При исчезновении входного импульса конденсатор С разряжается от Uвх до 0 через генератор импульсов с той же τ. На входе появится отрицательный импульс – Uвх. Таким образом, с помощью RC-цепи прямоугольный импульс преобразуется в два коротких импульса. Поэтому RC-цепь называют также укорачивающей.
Дифференцирующие цепи применяют для:
– получения производной;
– укорачивания импульсов;
– селекции импульсов.
Интегрирующая цепь– это линейный четырехполюсник (рисунок 7), для которого справедливо выражение:
Uвых = K ∫Uвхdt.
Дифференциальное уравнение для этой цепи имеет вид:
Uвх = iR + idt.
Чем меньше Uвых, тем интегрирование точнее, т. е. Uвых << Uвх.
Для выполнения этого условия надо увеличивать τ = RC, тогда Uвх ≈ iR и I ≈ Uвх / R. В этом случае:
R |
Uвх |
Uвых |
С |
Рисунок 7 – Интегрирующая цепь
Интегрирующие цепи применяют:
– в схемах генерирования пилообразного напряжения;
– для селекции импульсов по длительности.
Диодные ключи. Способность диодов проводить электрический ток в одном направлении используется для:
– получения синусоидальных импульсов;
– ограничения амплитуд сигналов;
– преобразования синусоидального напряжения в трапецеидальные импульсы.
Простейший диодный ключ (последовательный) использует один полупроводниковый выпрямитель (рисунок 8).
где RД – сопротивление диода.
Uвых |
T |
ωt |
Uвых |
R |
~Uвх |
U |
а б |
Рисунок 8 – Диодный ключ:
а – электрическая схема; б – график выходного напряжения
На основе параллельных диодных ключей применяют ограничители амплитуды импульсов (рисунок 9).
~Uвх |
R |
U |
Uвых |
E |
+ − |
Uвых |
ωt |
а б |
Рисунок 9 – Ограничитель амплитуды импульсов:
а – электрическая схема; б – график выходного напряжения
Диод открыт, если Uвх > Е и Uвых = Uвх = Если Rд <<R,
то Uвых = Е.
При синусоидальном Uвх ограничиваться будет только положительная полуволна синусоиды.
Для ограничения разнополярных импульсов используют схему с двумя диодами (рисунок 10):
– при Uвх > Е1 Uвых ≈ Е1;
– при Е1 ≥ Uвх ≥ Е2 оба диода закрыты и Uвых = Uвх;
– при Uвх < – Е2 Uвых ≈ – Е2.
− + |
+ − |
E1 |
Uвых |
U1 |
~Uвх |
R |
U2 |
E2 |
Uвых |
ωt |
а |
б |
Рисунок 10 – Двуполярный ограничитель:
а – электрическая схема; б – график выходного напряжения
Uвых |
U1 |
~Uвх |
R |
U2 |
Рисунок 11 – Электрическая схема двустороннего ограничителя |
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 482;