Исследование реакций пассивных RC-цепей на прямоугольный импульсный сигнал. Исследование процессов, происходящих в дифференцирующей и интегрирующей RC-цепях при подаче на их вход однополярного прямоугольного сигнала, страница 2

Рис. 2

6.  Выводы

Конденсатор разряжается, напряжение  принимает значение 3 В (переходный процесс возникает с приходом импульса). Конденсатор заряжается, напряжение  принимает значение 0 (переходный процесс возникает с окончанием импульса).

Рассмотрим процессы, происходящие в дифференцирующей цепи (рисунок 1)

1)  Значение  в данном случае принимает крайние значения 0 и 3, т.к. переходный процесс за время импульса и паузы успевает закончиться практически полностью. На погрешность практических результатов оказывает ёмкость осциллографа. Анализ графиков позволяет сделать вывод, что практически рассчитанная постоянная времени  выше, чем рассчитанная теоретически, т.к. график зависимости смещён относительно теоретического.

2)  Значение в случае переходного процесса, возникающего с началом импульса, равно 0, т.к. за время паузы предыдущий переходный процесс успевает закончиться, а при окончании импульса конденсатор ещё не полностью разряжен из-за большой постоянной времени, и, переходный процесс при окончании импульса начинается не при максимальном значении , а при достигнутом за время импульса. Вид зависимости показывает, что при увеличении постоянной времени дифференцирующей цепи входной прямоугольный импульс на выходе повторяется наиболее точно. Погрешность, вносимая ёмкостью осциллографа тем ниже, чем выше ёмкость конденсатора в цепи.

3)  Выводы аналогичны 2)

Рассмотрим процессы, происходящие в интегрирующей цепи (рисунок 2)

1)  Значение  в данном случае принимает крайние значения 3 и 0, т.к. переходный процесс за время импульса и паузы успевает закончиться практически полностью. Погрешность в данном случае вносится ёмкостью осциллографа. Параллельное включение ёмкостей (цепи и осциллографа) увеличивает общую ёмкость рассматриваемой цепи и при малых исходных ёмкостях отклонение более заметно. Несмотря на это, качественно график практической зависимости повторяет график теоретической.

2)  При увеличении постоянной времени, конденсатор не успевает зарядиться полностью, поэтому графики зависимости выглядят таким образом. Влияние ёмкости осциллографа становиться менее заметным.

3)  Аналогично 2). Причиной расхождения графиков теоретической и практической зависимостей объясняется погрешностью снятия осциллограммы.

4)  В данном случае конденсатор не успевает разрядиться к приходу следующего импульса, поэтому начальные условия данного переходного процесса являются не нулевыми, а достигаются за некоторое количество импульсов, так как до первого импульса последовательности конденсатор не заряжен и , в дальнейшем же остаточное напряжение на конденсаторе продолжает накапливаться до тех пор, пока не достигнет устойчивого значения. Это значение тем ближе к максимальному (3 В), чем меньше время паузы, и чем меньше конденсатор успевает разрядиться к приходу следующего импульса.