Інтегруючі кола (фільтр низьких частот)

Визначення інтегруючого кола (інтегратора) і його призначення. Відфільтрування високочастотної складової для виконання операції інтегрування. Принцип роботи інтегруючого кола. Проходження імпульсів через інтегруючі RC-кола. Приклад роботи інтегратора.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык украинский
Дата добавления 08.08.2009
Размер файла 590,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

11

Курс: Комп'ютерна Електроніка

Тема: Інтегруючі кола (Фільтр низьких частот)

1. Визначення інтегруючого кола і його призначення

Інтегруючим колом (інтегратором) називають ланцюг (чи пристрій), призначений для виконання операції інтегрування, тобто для одержання вихідної напруги , пропорційного інтегралу від вихідного :

(1).

Чи в операторній формі:

(2).

де - коефіцієнт пропорційності.

Таке коло може бути використане: для відфільтрування високочастотної складової (тобто як фільтр низьких частот); для виконання операції інтегрування, тобто для одержання сигналів, пропорційних інтегралу від вхідних сигналів (з визначеною погрішністю); для формування напруги, що лінійно-змінюється (трикутної чи пилкоподібної форми); для затримки імпульсних чи цифрових сигналів; для видалення фронтів імпульсів; для збільшення тривалості імпульсів, тобто для одержання сигналів із тривалістю .

Крім цього складні еквівалентні схеми реальних електронних пристроїв після їхнього спрощення часто зводяться до таких ланцюгів, що істотно спрощує їхній аналіз.

2. Принцип роботи інтегруючого кола

Конденсатор (без витоку) є ідеальним елементом для інтегрування вхідного струму . Однак звичайно ставиться задача інтегрування вхідної напруги .

Рис.1. “Схема інтегратора струму” Рис.2. “Схема інтегратора напруги"

Для цього очевидно необхідно джерело напруги перетворити в джерело струму . Здійснюється це за допомогою резистора . При цьому

і практично не залежить від . Це виконується при

При виконанні умови

можна приблизно записати, що

(3)

Це результат точного інтегрування. Ступінь наближення реального вихідного сигналу до цього результату залежить від ступеня виконання нерівності . З формули (3) видно, що для можливості використання RC - ланцюгів як інтегруючий ланцюг необхідно, щоб постійна часу RC була досить велика. Однак зі збільшенням RC зменшується амплітуда вихідного сигналів. Тобто на обличчя дві зовсім протилежних вимоги до RC.

3. Основні характеристики інтегруючої кола

а) Передатна функція ідеального інтегруючого кола

.

За умови наближається до ідеального інтегрування. Тобто, чим більше , тим точніше коло виконує функції інтегрування.

Передатна функція реального інтегруючого кола:

б) Амплітудно-частотна характеристика.

Запишемо передатну функцію в частотній області:

(4)

(5)

Рис.3. ”АЧХ інтегруючого кола"

при

Амплітудно-частотна характеристика може бути отримана з вираження при переході в частотну область, тоді

Здійснимо деякі перетворення з цим вираженням. Помножимо і розділимо його на комплексне число для того, щоб позбутися комплексної перемінної в знаменнику:

Тобто в загальному виді це можна представити звичайним комплексним числом. Тоді модуль цього числа:

Визначимо граничну частоту кола.

Тобто:

в) Фазо-частотная характеристика.

Рис.4. “ФЧХ інтегруючого ланцюга”

Так само як і k () може бути визначена з геометричного представлення комплексних чисел:

Звідси

Чи

Рис.5.

г) Перехідна характеристика.

Відомо, що в лінійному колі 1-го порядку (якщо в ньому діють лише джерела постійного струму (напруги)) можна записати вираз для будь-якої перехідної напруги (струму) як:

де

При подачі на вхід інтегруючого RC-кола східчастого сигналу виду напруги на ємності буде зміняться по експонентальному законі.

Чи

Рис. 6.

Рис.7.

д) Реакція на лінійно-наростаючий (спадаючий) сигнал.

Нехай для визначення реакції RC-кола скористаємося інтегралом Дюамеля (згортки). Якщо відомо то:

;

4. Проходження імпульсів через інтегруючі RC - кола

а) Імпульс прямокутної форми.

Рис.8.

Нехай на вхід надходить імпульс прямокутної форми. Скористаємося методом суперпозиції для знаходження . Розкладемо на два елементарних стрибкоподібних сигнали і

б) Імпульс трапецієподібної форми.

Скористаємося методом суперпозиції для знаходження . Розкладемо на чотири елементарних лінійно-змінної напруги.

При досить великих форма імпульсів близька до

Рис.9.

пилоподібної форми, амплітуда дорівнює При дуже малих форма імпульсів наближається до форми вхідного сигналу.

5. Приклад інтегруючого кола

Рис.10.

Інтегруємо цю рівність, тоді

Тоді

Тут також повинна виконаються нерівність

,

при якій справедлива наближена рівність . Для цього параметри кола повинні задовольняти нерівності

,

де - тривалість інтегруючого сигналу.

Список літератури

1. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования. НГТУ, 2006. - 364с.

2. Грибовский Б. Кратний справочник по электронике: Пер. с фр. - М.: ДМК Пресс, 2001. - 416 с.

3. Радиотехнические цепи и сигналы. Примеры и задачи. Под. Ред. Гоноровского И.С. - М.: Радио и связь, 1989 - 240с.

4. Титус У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехніка: Справочное руководство. Пер. С нем. - М.: Мир, 1983. - 512 с.

5. Трофимов А.Т. Радиотехнические цепи и сигналы. - Новгород, 1982 - 103с.

6. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Пер с англ. - М.: Мир, 1983 - Т.1. - 598с.

7. Цифровые системы фазовой синхронизации / Под ред. М.И. Жодзишского - М.: Радио, 2000


Подобные документы

  • Визначення диференцюючого кола, його призначення, основні характеристики. Принцип роботи диференцюючого ланцюга. Напруга на конденсаторі в реальному колі. Проходження імпульсів через диференцюючий RC-ланцюг. Імпульс прямокутної та трапецієподібної форми.

    реферат [555,7 K], добавлен 08.08.2009

  • Аналогові та дискретні сигнали та кола. Узгоджені фільтри (випадкові сигнали). Проходження сигналів через лінійні кола. Амплітудна та кутова модуляція. Коефіцієнт передачі та імпульсний відгук узгодженого фільтра. Смуга пропускання селективного кола.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 19.10.2010

  • Формування електричного кола із заданою конфігурацією. Проведення аналізу перехідних процесів для отримання дискретного сигналу. Обчислення інтегралу та перехідної від напруги. Визначення математичного очікування, відхилення, дисперсії та потужності.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 10.05.2013

  • Складання системи рівнянь за законами Кірхгофа. Визначення струмів у всіх вітках схеми методом контурних струмів, вузлових потенціалів. Розрахунок розгалуженого електричного кола гармонійного струму. Моделювання електричного кола постійного струму.

    контрольная работа [3,5 M], добавлен 07.12.2010

  • Основні режими роботи електричного кола, режим короткого замикання. Приклади використання режиму узгодженого навантаження. Розрахунок нелінійних електричних кіл аналітичним і графічним методами. Опис лабораторної установки і порядок проведення роботи.

    лабораторная работа [197,4 K], добавлен 13.09.2009

  • Розрахунок статистичного перетворювача струму на біполярних транзисторах. Розрахунок кола зворотного зв'язку. Оцінка діаметрів проводів обмоток та перевірка можливості їх розміщення у вікні магнітопроводу. Знаходження температури перегріву трансформатора.

    контрольная работа [367,0 K], добавлен 28.09.2014

  • Апарати, призначені для нечастих замикань і розмикань електричного кола й тривалого проходження по ньому струму. Переваги застосування вимикачів замість плавких запобіжників. Види дугогасильних решіток. Пристрій комбінованого автоматичного вимикача.

    контрольная работа [701,0 K], добавлен 16.12.2010

  • Методи розрахунку лінійного кола при дії на нього періодичного несинусоїдного сигналу. Визначення повної та активної потужності, яку споживає коло та його параметри на гармоніці. Етапи дослідження передаточної функції і побудування графіків АЧХ і ФЧХ.

    практическая работа [215,9 K], добавлен 13.02.2010

  • Функціональна та принципова схеми пристрою обробки електричних сигналів, виводи операційного підсилювача. Розрахунок автогенератора гармонійних коливань, вибір номіналів опорів та конденсаторів. Схема ємнісного диференціюючого кола генерування імпульсів.

    курсовая работа [525,3 K], добавлен 23.01.2011

  • Загальний огляд схем тактових генераторів. Вибір, обґрунтування й опис роботи функціональної схеми синхронізатора зондувальних імпульсів, розрахунок його принципової схеми. Мета і призначення приладу, визначення його собівартості та витрат на розробку.

    дипломная работа [1014,2 K], добавлен 11.06.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.