Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Диференціатори.






    Диференціюючим колом називається чотириполюсник, сигнал на виході якого пропорційний похідній від вхідного сигналу. Ідеальним диференціюючим колом є конденсатор без втрат (рисунок 1.9, а), який перетворює прикладену до нього вхідну напругу в струм, який змінюється пропорційно похідній dUвх/dt. Для отримання напруги, яка змінюється за законом

    , (1.21)

    необхідно перетворити струм i, який протікає в колі, в напругу, включивши в коло резистор R (рисунок 1.9, б). При цьому опір резистора R повинен бути досить малим, щоб Uвих=iR змінювалась за законом, близьким до (1.21). Напруга на виході кола

    , де .

    Тому

    ,


     

           
       

     


    а б

    Рисунок 1.9. Диференційне коло.

     

    а)

    б)

    Рисунок 1.10. Диференціювання одиночного імпульсу.

     
     


    а)

     

    б)

     

     

    Рисунок 1.11. Диференціювання експоненціального імпульсу.


    Якщо , то

    .

    Підставивши значення Uвих(t) в попередню нерівність, отримаємо

    .

    Із отриманого виразу випливає, що для застосування RC – кола як диференціюючого необхідно, щоб стала часу t=RC була б якомога меншою. Але при цьому зменшуватиметься і вихідна напруга Uвих(t).

    Розглянемо диференціювання одиночного прямокутного імпульсу (рисунок 1.10). Математична похідна в точках t=0 і t=ti дорівнює , у решти точок вона дорівнює нулю.

    У реальному диференціюючому RC – колі вихідна напруга Uвих(t) визначається процесами заряду і розряду конденсатора С. Напруга на виході диференціюючого кола

    ,

    .

    Графік вихідної напруги показаний на рисунку 1.10.

    Максимальна похибка диференціювання спостерігається в точках t=0 і t=ti, оскільки для ідеального кола вихідний сигнал нескінчений у цих точках, а в реальному не може перебільшувати ±Um.

    Розглянемо випадок диференціювання імпульсу, фронт якого змінюється за законом експоненти (рисунок 1.11, а)

    при ,

    де tф – постійна часу, що визначає тривалість фронту.

    Результат диференціювання такого сигналу ідеальним диференціюючим колом

    (1.22)

    тобто являє собою експоненційний імпульс (рисунок 1.11, б).

    Результат диференціювання реальним RC – колом може бути знайдений на основі інтеграла Дюамеля

    , (1.23)

    де t=RC – стала часу диференціюючого кола.

    Імпульс такої форми називається двоекспоненційним. Похибка диференціювання

    .

    Із (1.22) та (1.23)

    .

    Тоді

    Тобто похибка диференціювання тим менша, чим менша стала часу RC – диференціючого кола.







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.