Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Ш х

о

Рис. 6. 13. Зависимость выходного напряжения от постоянной времени переходной цепи.

такая электрическая цепь, напряжение на выходе которой пропорционально скорости изменения входного напряжения:

371

Рис. 6. 14. Воздействие напряжения пилообразной формы на переходную цепь R С-

С помощью дифференцирующей цепи получают кратко­ временные импульсы, используемые для запуска импульс­ ных схем и формирования временных масштабных меток в схемах задержки импульсов и т. д. Широко применяются дифференцирующие цепи в вычислительной технике.

Дифференцирующая цепь состоит из последовательно со­ единенных резистора и конденсатора и внешне напоминает переходную цепь (рис. 6.15), но отличается от нее выбором

372

Конденсатор выбирают не меньше 504-200 пф (для уменыие: ния влияния паразитных емкостей схемы).

Определим зависимость выходного напряжения от вход­

рез время 5т переходные процессы можно считать закончен­ ными и напряжение на конденсаторе будет близко к напря­

В о з д е й с т в и е и м п у л ь с н о г о н а п р я ж е н и я п р я м о у г о л ь н о й ф о р м ы

на д и ф ф е р е н ц и р у ю щ у ю ц е п ь

Пусть на входе цепи действуют импульсы прямоугольной формы, причем т<Стц (рис. 6.17). Так как постоянная време­ ни дифференцирующей цепи значительно меньше тц, то кон­ денсатор заряжается быстро. В момент времени К начальный

зарядный ток із максимален, а UR = uMax. По мере заряда конденсатора ис растет, а и к = и Вых уменьшается. В момент t2 конденсатор почти полностью зарядится, переходные про­ цессы закончатся, зарядный ток і3 упадет до нуля, напряже­

жительный импульс. В момент t3 действие входного импуль­ са прекращается и конденсатор С начинает разряжаться по

лен: UR= uMaKcПо мере разряда конденсатора ір и UR умень­ шатся. При этом на резисторе образуется кратковременный отрицательный импульс. С поступлением второго входного импульса процесс повторяется.

373

Рис. 6.16. Интегрирующая цепь.

Если на входе действует реальный импульс с крутым фронтом и пологим срезом (рис. 6.18), то импульсы на выхо­ де имеют различную амплитуду. Фронту импульса при этом соответствует короткий положительный импульс большой амплитуды, а срезу — короткий отрицательный импульс ма­ лой амплитуды. Это объясняется тем, что при малой скоро­

сти спада импульса конденсатор успевает разрядиться на некоторую величину и в момент полного прекращения им­ пульса дозаряд конденсатора произойдет с меньшего уров­ ня. Амплитуда импульса на выходе уменьшается.

374

Пример 1. На выходе цепи действуют импульсы напря­ жения прямоугольной формы с Хц= 1 0 0 мксек. Цепь состо­ ит из резистора R = 1 0 ком и конденсатора С = 1000 пф. Оп­ ределить, является ли данная цепь дифференцирующей.

Решение

ивых “ Iив х 'dt •

Она применяется для получения импульсов большой дли­ тельности из импульсов малой длительности. Цепь состоит из последовательно соединенных резистора и конденсатора. Выходное напряжение снимается с конденсатора (рис. 6.16). Постоянную времени цепи (т) выбирают много больше дли­ тельности импульса:

%— (10ч-20)ти.

Выходное напряжение интегрирующей цепи снимается

q

с конденсатора С. Напряжение на конденсаторе ис =

Количество электричества q, накопленное на обкладках кон­ денсатора за время t, равно:

3 7 5

Рис. 6.18. Воздействие на дифференцирующую цепь импульсов с пологим срезом.

Если ток в цепи іс выразить через напряжение U R , то

Так как т^>ти, то успеет произойти только начальный этап переходного процесса и конденсатор С получит небольшой заряд. Следовательно, ивх почти полностью приложено к ре­ зистору.

Окончательно

ис J uBX- d t . (6-13)

В о з д е й с т в и е и м п у л ь с н о г о н а п р я ж е н и я п р я м о у г о л ь н о й ф о р м ы на и н т е г р и р у ю щ у ю

ц е п ь

При воздействии импульсов в момент ti конденсатор на­ чинает заряжаться (рис. 6.19).

Так как постоянная времени интегрирующей цепи вели­ ка, то конденсатор заряжается очень медленно.

За время действия импульса конденсатор успевает заря­ диться лишь на небольшую величину от максимального на­ пряжения импульса (Цсмакс). В момент t2 импульс на входе закончится, конденсатор начнет разряжаться. Ток разряда

376

Рис. 6. 19. Воздействие импульсного напряжения прямоуголь­ ной формы на интегрирующую цепь.

Итак, при воздействии на вход интегрирующей цепи ко­ ротких прямоугольных импульсов на ее выходе выделяются импульсы, близкие по форме к треугольным и имеющие боль­ шую длительность.

Пример. Рассчитать постоянную времени цепи, если на цепь с Р = 100 ком и С = Л 000 пф действует импульсное на­ пряжение прямоугольной формы с Тц— 1 мксек. Определить, будет ли данная цепь интегрирующей.

Решение.

T = К Х Ы 0 М 0 С 0 -ІО -12 = 10~4сек — 100мксек ,

Следовательно, т ^ т и, и цепь является интегрирующей.

§6.3. Ограничители

А.Введение

377

а

5

6

Рис. 6. 20. Воздействие импульсного напряжения прямоуголь­

Рис. 6. 21. К понятию об ограничении.

При значениях входного сигнала, находящихся внутри пороговых уровней, он должен воспроизводиться на выходе без искажений. Другими словами, ограничитель является нелинейным четырехполюсником, имеющим в идеальном слу­

378

Основные требования к ограничителю — четкость ограни­ чения и стабильность изломов его характеристики. В качестве нелинейных элементов ограничителя используют вакуумные и полупроводниковые диоды, а также многоэлектродные лампы (триоды, пентоды) и транзисторы.

Ограничители применяются:

—для получения прямоугольных импульсов из синусои­ дального напряжения (рис. 6.23а);

—для селекции по амплитуде и полярности, то есть от­ бора тех импульсов, амплитуда которых превышает опреде­

ленный уровень (рис. 6.236);

— для улучшения формы импульсов (рис. 6.23в) и др. Различают диодные ограничители и ограничители-усили­

379