- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Тема 12. Основы теории электронных приборов
- •Тема №2.Электрическое поле.Электрические цепи постоянного тока.
- •Тема №3. Магнитное поле.Магнитные цепи. Индуктивность и ёмкость в электрических цепях.
- •Свойства ферромагнитных материалов. Гистерезис.
- •Тема №4. Однофазные электрические цепи синусоидального тока.
- •Тема№5.Общие свойства четырёхполюсников.
- •Тема №6. Переходные процессы в электрических цепях.
- •Тема№7.Методы расчёта переходных процессов.
- •Какому знаку подчиняется сигнал на выходные цепи (вывод формулы)
- •Тема №8. Трехфазные электрические цепи.
- •Тема №9.Периодические и апериодические несинусоидальные сигналы.
- •Тема№10.Расчёт электрических цепей с помощью оператора Лапласа.Спектры.
- •Передаточная функция и ее связь с дифференциальным уравнением, импульсной и частотной характеристикой
- •Раздел 2. Электроника Тема 12. Основы теории электронных приборов
- •Параметры, характеристики выпрямительных диодов. Типы полупроводниковых диодов.
- •Параметры диодов.
- •Выпрямительные диоды
- •Усиление электрических сигналов с помощью биполярного транзистора.
- •Параметры транзистора:
- •Общая характеристика схем включения транзисторов p-n-p типа.
- •Полевые транзисторы.
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •Полевой транзистор со встроенным каналом (мдп- транзистор).
- •Транзистор с индуцированный каналом (моп- транзистор).
- •Транзистор с затвором Шотки.
- •Силовые полупроводниковые приборы.
- •Оптоэлектроника.
- •Светодиод.
- •Тема 13. Транзисторные усилители электрических сигналов.
- •Коэффициент усиления.
- •Импульсные усилители (иу).
- •Электрические фильтры.
- •Дифференцирующие цепи.
- •Дифференцирующая rl-цепь
- •Интегрирующие цепи(фнч) (фильтр высоких частот)
- •Интегрирующая rc-цепь.
- •Интегрирующая rl-цепь
- •Активные фильтры.
- •Интегральные микросхемы
- •Тема 14. Аналоговые и цифровые элементы и устройства.
- •Логические элементы в дискретном исполнении
- •Триггеры в интегральном исполнении.
- •Тема 15. Комбинационные цифровые устройства.
- •Сумматоры
- •Демультиплексор
- •Регистры (узлы накапливающего типа)
- •Набор элементарных операций:
- •Параллельный статический регистр.
- •Расшифровка временной диаграммы.
- •Цифроаналоговые преобразователи (цап).
- •Аналого-цифровые преобразователи (ацп).
- •Запоминающие устройства (зу).
- •Классификация зу.
- •Тема 16. Источники вторичного питания. Генераторы.
- •Internet-ресурсы.
- •Http://ktf.Krk.Ru/courses/foet/(Сайт содержит информацию по разделу «Электроника»)
- •Http://www.College.Ru/enportal/physics/content/chapter4/section/paragraph8/theory.Html(Сайт содержит информацию по теме «Электрические цепи постоянного тока»)
Дифференцирующие цепи.
Дифференцирующей называется цепь, сигнал на выходе которой пропорционален производной от входного сигнала.
(13.28)
Сигналом называют физическую величину, несущую информацию. Нижу будем рассматривать импульсивные сигналы напряжения – импульсы напряжения.
Схема реальных дифференцирующих цепей показана на рис 13-33 а и 13-33 б.
Коэффициент пропорциональности М представляет собой постоянную времени цепи .
Для цепи RC=RC, для цепиRL=L/R.
Рис 13-33. Схема дифференцирующих цепей.
Дифференцирующая RC-цепь. (фильтр нижних частот)
Эта цепь является также четырехполюсником. В дифференцирующей RC-цепи сигнал снимается с резистораR, то есть(см рис 13-33 а). Дифференцирующий (входной) сигнал имеет прямоугольную форму(см ниже рис 13-33 а).
Рассмотрим действие такого сигнала (импульса напряжения) на дифференцирующую RC-цепь.
Рис 13-34. Дифференцируемый сигнал (а) и сигнал на выходе дифференцирующей RC-цепи (б),
В момент (включение цепи) напряжение на выходе. Это следует из того, что в момент включения в цепи по второму закону коммутации напряжение на конденсаторе сохраняет свое значение, которое было до коммутации, то есть равно 0, следовательно, все напряжение будет приложено к резисторуR().
Затем будет уменьшаться по экспоненциальному закону
(13.29)
Если ,за время действия входного импульса ()конденсатор почти полностью зарядится и в момент, когда действие импульса закончится0, напряжение на конденсаторестанет равно(на рис 13-34 бпоказано пунктиром), а в напряжение на резистореRупадет до 0. Так как теперь цепь отключена от входного напряжения (=0,), конденсатор начнет разряжаться и через времянапряжение на нем станет равно 0. Ток в цепи с моментаизменит направление, а напряжение на резистореRв моментскачком станет равнои начнет спадать по экспоненте, а через времястанет равно 0.
Таким образом, на выходе цепи образуется два остроконечных импульса положительной и отрицательной полярностей, площади которых равны, а амплитуда равна .
Если форма выходного импульсабудет иметь другой вид, чем на рис
13-34 б.
Рассмотрим два крайних случая: и(смотри рис 13-35 б и 13-35 в)
Рис 13-35. Изменение формы импульса на выходе дифференцирующей цепи в зависимости от соотношения между и.
А. (см рис 13-35 б)
В этом случае за время длительности импульса конденсатор успевает полностью зарядиться еще до того, как окончится действие импульса. На резисторе в момент включения получается скачок напряжения положительной полярности, равный амплитуде прямоугольного импульса , а затем напряжение убывает по крутой экспоненте и по мере зарядки конденсатора спадает до нуля до окончания действия импульса. По окончании действия импульса (в момент) конденсатор начнет разряжаться, а за счет прохождения тока через резисторRна входе образуется импульс отрицательной полярности амплитудной -. Площадь этого импульса будет равна площади положительного импульса. Такие цепи называются дифференцирующими укорачивающими.
Б. (см рис 13-35).
Так как время зарядки конденсатора примерно равно , конденсатор успеет зарядиться не ранее, чем через. Следовательно, и напряжение на резисторе, равное в момент, уменьшится по экспоненте, станет равно нулю через. Поэтому за времяимпульсна сопротивлениеRпрактически не искажается и повторяет по форме импульс на входе.
Такая цепь используется как переходная между усилительными каскадами и предназначается для исключения влияния действия постоянной составляющей напряжение с коллектора транзистора предшествующего каскада на последующий.
Из формул и рис 13-34 и 13-35 можно заключить, что амплитуда выходных импульсов при различных соотношениях между иостается неизменной и равной, а длительность их с уменьшениемуменьшается. Точность дифференцирования будет тем выше, чем меньшепо сравнению с.
Наиболее точное дифференцирование можно получиться с помощью операционных усилителей.
Рассмотрим АЧХ дифференцирующей RC-цепи, изображённой на рис. 13-35а.
Рис. 13-35 а. АЧХ дифференцирующей цепи RC-цепи.
Частотный коэффициент передачи дифференцирующей RC-цепи равен:
Если приравнять к 1/, то получают нижнюю границу полосы пропускания дефференцирующейRC-цепи.
Из графика 2-35а видно, что полоса пропускания дифференцирующей RC-цепи ограничена только со стороны нижних частот.