Дифференцирующая и интегрирующая цепи: принципиальная схема, зависимость формы выходного импульса от длительности входного и постоянной времени цепи.

Простейшая дифференцирующая цепь (а) состоит из последовательно включенного конденсатора С и параллельно включенного резистора R. Если на вход цепи подан прямоугольный импульс напряжения (U_вх = const), то напряжение на выходе U_вых = I_cR, то есть повторяет по форме экспоненциальные импульсы при заряде и разряде конденсатора:

Форма импульса на выходе будет зависеть от соотношения постоянной времени t цепи и длительности импульса t_и. При t << t_и конденсатор заряжается в начале импульса и разряжается в его конце, на выходе получаются два кратковременных остроконечных импульса противоположного знака (б). При t >> t_и конденсатор успевает зарядиться только частично и импульс на выходе принимает форму, показанную на рис (в).

Простейшая интегрирующая цепь (1) содержит последовательно включенный резистор R и параллельно включенный конденсатор С. Если на вход цепи подан прямоугольный импульс напряжения (U_вх = const), то напряжение на выходе U_вых является напряжение на пластинах конденсатора, которое при заряде имет экспоненциально нарастающую и при разряде экспоненциально спадающую форму (2).

Такие импульсы применяются, например, при электростимуляции. При достаточно большой постоянной времени нарастание выходного импульса происходит по начальной части экспоненты (пунктирная линия), которая приближается к прямой линии - касательной к кривой в начальной точке (3). Угол наклона этой линии (tga) можно найти как производную от уравнения заряда конденсатора:

При t = 0 . Тогда U_вых = .

Этот случай называется идеальным интегрированием.

Названия дифференцирующая или интегрирующая цепи связаны с тем, что при подаче на вход напряжения, изменяющегося от времени как некоторая функция U = f(t), напряжение на выходе будет меняться приблизительно как её производная или как интеграл от этой функции.

Дата добавления: 2015-07-19