30. Дифференцирующая цепь.

Простейшее дифференцирующее звено приведено на рис. 5.

Ток через конденсатор и падение напряжения на нем связаны дифференциальной зависимостью. В результате дифференцирования через сопротивлениеRпротекает токi_с.

где постоянная времени цепи.

1.1.На вход схемы (см. рис. 5) в момент времени t₁

прикладывается ступенчатый входной сигнал.

Поскольку конденсатор С мгновенно зарядиться

не может, скачок напряжения выделяется на

сопротивлении R. При малом значениизаряд

конденсатора происходит

быстро, а напряжение на выходе с такой же

скоростью стремится к нулю.

Реакция RC-цепи на ступенчатый входнойсигнал

(скачок входного напряжения)

показана на рис. 6.

1.2. На вход схемы рис. 5 подается линейно-изменяющееся напряженияU_вх=t, гдескорость нарастания напряжения, В/с. При условии, что<<t_иконденсатор зарядится задолго до окончания входного импульса. После этого изменение входного сигнала ведет к изменениюU_с, а напряжение на выходе остается величиной постояннойU_вых=. РеакцияRC-цепи на линейно-изменяющееся напряжение показана на рис. 7. Значениевыходного напряжения пропорционально скорости изменения входного напряжения. С уменьшениемуменьшается выходное напряжение, но уменьшается и время, за которое оно достигается (см. рис. 7).

1.3. На вход схемы рис. 5 подаютсяпрямоугольные импульсыи выполняется условие<<t_и. Воздействие положительного перепада уже описывалось выше. Реакция дифференцирующей цепи на прямоугольный импульс приведена на рис. 8. В моментt₁на выходе появляется положительный импульс, и по мере заряда конденсатора напряжение на выходе будет стремиться к нулю до окончания входного импульса. С момента окончания входного импульса в цепи действует только напряжениеU_с, которое через внутреннее сопротивление источника входного сигнала прикладывается к выходу. Поэтому в моментt₂на выходе цепи появляется отрицательный импульс, амплитуда которого спадает до нуля по мере разряда конденсатора

31. Генераторы. Общие сведения, классификация.

Электронные генераторы – это устройства, вырабатывающие электрические сигналы известной формы и частоты.

Различают генераторы с самовозбуждением и внешним возбуждением. Любой генератор содержит (рис. 10) источник питания, усилительный элемент, цепь положительной ОС, а также накопитель электрической энергии в виде емкости или колебательного контура в LC-генераторах.

По рабочей частоте генераторы подразделяются на генераторы инфранизких частот (СНЧ), диапазон (0,001 – 20) Гц; генераторы низких частот (НЧ), от 20 до 200 кГц; генераторы высоких частот (ВЧ), 200 кГц – 10 МГц; генераторы сверхвысоких частот (СВЧ), выше 10 МГц.

Рис. 10. Структурная схема генератора синусоидального сигнала

32. Генераторы инфранизких частот.

Генераторы инфранизких частотслужат для создания сигнала синусоидальной формы с частотами 0,001 – 20 Гц. Структурная схема генератора аналогична схеме генератора низких частот. Однако соответствующие узлы генераторов низких и инфранизких частот могут существенно отличаться. Главное отличие заключается в схеме ЗГ.

Часто ЗГ генератора инфранизких частот представляет собой схему электронной модели колебательного процесса без затухания, описываемого дифференциальным уравнением

, (*)

где ₀= 2f₀– угловая частота;

х = А₀sin(₀t+) – является решением уравнения и есть сигнал инфранизкой частотыf₀.

Для моделирования приведенного дифференциального уравнения применяют усилительное и интегрирующее звено, в котором входное и выходное напряжения связаны через производную.