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.