загрузка...
 
2.3. Дифференцирующая и интегрирующая цепи. Простейшие RC-фильтры верхних и нижних частот
Повернутись до змісту

2.3. Дифференцирующая и интегрирующая цепи. Простейшие RC-фильтры верхних и нижних частот

Дифференцирующие, интегрирующие цепи относятся к важнейшим пассивным (или активным) звеньям электронных систем.

Дифференцирующая цепь (фильтр верхних частот). Дифференцирующей называется такая пассивная (или активная) цепь, выходной Uwxft) сигнал которой имеет от входного сигнала Uex(i) следующую зависимость:

ulihjt) = Uujt)].

dt

В основу работы дифференцирующей цепи положено то, что ток и напряжение емкости и индуктивности определяются следующими соотношениями:

 

с     dt     1 dt

Дифференциальная цепь представляет собой последовательное соединение R и С или R и L (рис. 2.4, а и б). В первом случае выходное напряжение определяется относительно вы водов резистора R, во втором - катушки индуктивности L. Коэффициент передачи (рис. 2.4, г) дифференцирующей RnC цепи можно определить как

К( у© ; = ?1™ = -J^L- = К(ъ) г**<* >, Vex     1 + >т

где г= RC;

 

70) С

Для дифференцирующей Я? цепи -L/R - постоянная дифференцирующей цепи. Зависимость модуля коэффициента передачи от частоты К((й) представляет собой частотную характеристику дифференцирующей цепи (рис. 2.4, г).

Дифференцирующую цепь можно использовать в качестве простейшего фильтра верхних частот (ФВЧ), так как на очень низких частотах (оэ«0) ее коэффициент передачи практически равен нулю, а с увеличением значения частоты сигнала /((g)) растет. Частота, при которой коэффициент передачи составляет -J=r часть от максимального

V2

значения (допустимой для инженерных расчетов точностью можно

принять Ктк= 1, т.е. К(и>)=Ктк ~ 0,7К(со « со)), называется гра-

V2

ничной частотой (шв) ФВЧ. Считается, что фильтр пропускает сигналы с частотами выше частоты о)„ и ослабляет сигналы с частотами меньше граничной частоты. Граничную частоту называют также час-хотой среза фильтра.

При воздействии на вход дифференцирующей цепи импульса в виде единичной функции с амплитудой Um выходной сигнал имеет

ВИД: //т

Убых~ Uт Є

Приведенное соотношение описывает переходную характеристику дифференцирующей цепи (рис. 2.4, в).

Интегрирующая цепь (фильтр нижних частот). Если сигнал на выходе цепи в зависимости от сигнала на входе определяются соотношением

 

О

то такую цепь называют интегрирующей цепью. В качестве интегрирующих звеньев можно использовать ЯС-или i^L-цепи (рис, 2.5, а и б). Как и в случае дифференцирующей цепи, воспользуемся зависимостями тока и напряжения в этих элементах:

Частотную характеристику интегрирующей цепи (рис. 2.5, г) определяем так же, как и для дифференцирующей цепи:

K(j) е , ?       1 + усот

где      т = RC; или      т = L / R.Как следует из рис, 2.53г, интегрирующая цепь представляет собой простейший фильтр нижних частот (ФНЧ) с граничной частотой сон. Он пропускает сигналы с частотами от нуля до частоты среза сон и ослабляет сигналы более высоких частот.

При воздействии на вход интегрирующей цепи импульса в виде единичной функции с амплитудой Um выходной сигнал имеет вид (рис. 2.5, в):

ивых=1Гт(1 -eUz). Приведенное выражение описывает переходную характеристику интегрирующей цепи,

 



загрузка...