1. Напряжение на выходе интегрирующей цепи представляет собой часть входного напряжения, тем меньшую, чем больше соотношение между частотой входного сигнала и граничной частотой.
2. Начальная фаза выходного напряжения отстает от начальной фазы входного напряжения тем больше, чем больше частота входного сигнала , однако отставание по фазе не превышает .
ПРИМЕЧАНИЕ:
Для случаев, когда , комплексная передаточная функция по напряжению примерно равна:
Это значит, что на высоких частотах имеют место:
- значительное уменьшение амплитуды выходного напряжения по сравнению со входным пропорциональна множителю ;
- запаздывание выходного напряжения по фазе на ,т.е. на .
Известно также, что
Сравнивая подынтегральную функцию с полученным значением , следует сделать вывод о том, что:
- амплитуда колебания претерпевает значительное уменьшение по сравнению с колебанием пропорционально множителю ;
- имеет место запаздывание по фазе на , т.е. на .
Исходя из приведенного, можно сделать вывод о том, что цепи, изображенные на рис.3.8 могут выполнять операцию интегрирования, это обстоятельство послужило основанием для того, чтобы назвать данные цепи интегрирующими. Следует подчеркнуть, что условием интегрирования является .
3.2.3. Частотные характеристики дифференцирующих цепей
Дифференцирующими называются цепи, изображенные на рисунке 3.10.
Комплексная передаточная функция по напряжению, для схемы, изображенной на рисунке 3.10а равна:
(3.23)
где - постоянная времени rC – цепи.
Для схемы, приведенной на рисунке 3.10б аналогично:
(3.24)
где - постоянная времени rL – цепи.
Таким образом, для обеих цепей:
(3.25)
где
Графики АЧХ и ФЧХ. дифференцирующих цепей приведены на рисунке 3.11.Область частот от до является полосой пропускания. Ширину полосы пропускания можно изменять путем изменения постоянной времени .
ВЫВОДЫ:
1. Напряжение на выходе дифференцирующей цепи представляет собой часть входного напряжения, тем меньшую, чем больше соотношение между граничной частотой и частотой входного сигнала .
2. Начальная фаза выходного напряжения опережает начальную фазу входного напряжения тем больше, чем меньше частота входного сигнала , однако опережение по фазе не превышает .
ПРИМЕЧАНИЕ:
Для случаев, когда комплексная передаточная функция по напряжению примерно равна:
Это значит, что на малых частотах имеют место:
- значительное уменьшение амплитуды выходного напряжения по сравнению со входным пропорционально множителю ,
- опережение выходного напряжения по фазе на , т.е. на .
Известно также, что
Сравнивая и , следует сделать вывод о том, что на малых частотах :
- амплитуда колебания значительно меньше, чем амплитуда колебания , пропорционально множителю ,
- имеет место опережение по фазе на , т.е. на .
Исходя из приведенного, можно сделать вывод о том, что цепи изображенные на рисунке 3.10 могут выполнять операцию дифференцирования. Это обстоятельство послужило основанием для того, чтобы назвать данные цели дифференцирующими. Следует подчеркнуть, что условием дифференцирования является .
3.2.4. Нормирование частотной оси
В ряде случаев применяют нормирование частотной оси. С этой целью по оси абсцисс откладывают так называемые относительные частоты. Частотные характеристики типовых цепей с нормированной частотной осью приведены на рисунке 3.12.
На рисунке 3.32 показано так же, как определить значение АЧХ и ФЧХ интегрирующей или дифференцирующей цепи для заданного отношения .
Для интегрирующей цепи получим:
Для дифференцирующей цепи аналогично:
3.2.5. Применение типовых цепей в радиотехнике
На рисунке 3.13 приведена схема усилителя на электронной лампе.
На примере этой схемы можно продемонстрировать применение следующих цепей:
-делителя напряжения ;
- интегрирующих цепей в качестве фильтров нижних частот;
- дифференцирующей цепи в качестве переходной цепи.
Назначение делителя напряжения - обеспечить возможность изменения напряжения на второй сетке лампы (в целях регулировки коэффициента усиления каскада) в следующих пределах:
(3.26)
Назначение интегрирующей цепи - уменьшить пульсацию питающего напряжения, подаваемого на усилительный каскад. В связи с тем, что практически все радиотехнические устройства обеспечиваются электроэнергией переменного тока, а для питания различных каскадов требуется постоянное напряжение, применяют выпрямители переменного тока.
С выпрямителя снимают напряжение, состоящее из 2-х составляющих- постоянной и переменной:
,
где - постоянная составляющая,
- переменная составляющая ( – невелика).
Желательно, чтобы усилительные каскады питались исключительно постоянным напряжением. С этой целью применяют интегрирующие цепи в качестве сглаживающих фильтров (фильтры нижних частот - см.тему № 6), которые на частотах значительно уменьшают амплитуду синусоидального напряжения (см. график АЧХ на рис.3.9). Таким образом, если известна частота переменной составляющей ,то постоянную времени интегрирующей цепи выбирают из условия:
где - частота переменного напряжения, n>>1.
При этом, требуемую постоянную времени стараются обеспечить, за счет увеличения емкости фильтра ,т.к. применение большего сопротивления может значительно уменьшить анодное напряжение, подаваемое на электронную лампу из-за падения напряжения на этом сопротивлении за счет протекания постоянной составляющей анодного тока лампы.
Назначение интегрирующей цепи состоит в том, чтобы исключить (или значительно уменьшить) прохождение напряжение усиливаемых сигналов от анода электронной лампы в цепь питания. Это необходимо для того, чтобы устранить возможность влияния усиливаемых сигналов на предыдущие, и последующие каскады усиления. Поэтому постоянную времени этой интегрирующей цепи, выбирают из условия:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.