Pertimbangkan rantai RC yang ditunjukkan pada Gambar. 3.20, a. Misalkan di pintu masuk rantai ini, tegangan U1 (t) valid.
Ara. 3.20. Membedakan rantai RC- (A) dan RL- (B).
Kemudian rasio untuk rantai ini
dan dengan mempertimbangkan transformasi yang akan kita miliki
Jika untuk sinyal ini, pilih konstanta waktu rantai τ \u003d RC sangat besar sehingga kontribusi masa jabatan kedua bagian kanan (3.114) dapat diabaikan, maka variabel komponen tegangan UR≈U1. Ini berarti bahwa pada waktu konstan tinggi, tegangan pada resistansi R mengulangi tegangan input. Rantai seperti itu digunakan ketika perlu untuk mentransfer perubahan sinyal tanpa mentransmisikan komponen konstan.
Dengan sangat sedikit nilai τ in (3.114), Anda dapat mengabaikan istilah pertama. Kemudian
i.e pada konstanta waktu rendah τ rc-rantai (Gbr. 3.20, a) melakukan diferensiasi sinyal input, sehingga rantai seperti itu disebut rantai RC yang membedakan.
Sirkuit RL memiliki sifat serupa (Gbr. 3.20, b).
Ara. 3.21. Frekuensi (a) dan transien (b) karakteristik dari sirkuit yang membedakan.
Sinyal saat melewati sirkuit RC dan RL disebut cepat jika
atau lambat jika
Dari sini ia mengikuti bahwa rantai RC yang dipertimbangkan membedakan lambat dan melewatkan sinyal cepat tanpa distorsi.
Untuk harmonik e. d. s. Hasil serupa mudah diperoleh, menghitung koefisien transmisi rantai (Gbr. 3.20, a) sebagai koefisien transmisi pembagi tegangan dengan resistensi stasioner dan XC \u003d 1 / Ωc:
Pada τ kecil, yaitu kapan τ<<1/ω, выражение (3.116) преобразуется в
Dalam hal ini, fase tegangan output (argumen K) sama dengan π / 2. Pergeseran sinyal harmonik dalam fase dengan π / 2 setara dengan diferensiasinya. Pada τ \u003e\u003e 1 / Ω, koefisien transmisi adalah K≈1.
Dalam kasus umum, modul koefisien transmisi (3.116), atau respons frekuensi rantai (Gbr. 3.20, a):
dan argumen K, atau karakteristik fase dari rantai ini:
Ketergantungan ini ditunjukkan pada Gambar. 3.21, a.
Sirkuit RL pada Gambar memiliki karakteristik yang sama. 3.20, B dengan konstanta waktu τ \u003d l / r.
Jika Anda mengambil lompatan tegangan tunggal sebagai sinyal output, maka integrasi persamaan (3.114) dapat diperoleh dengan karakteristik sementara dari sirkuit pembeda, atau ketergantungan waktu sinyal output dengan lompatan tegangan tunggal pada input:
Grafik karakteristik transisi ditunjukkan pada Gambar. 3.21, b.
Ara. 3.22. Mengintegralkan rantai RCS (A) dan LC- (B).
Pertimbangkan rantai RC yang ditunjukkan pada Gambar. 3.22, a. Ini dijelaskan oleh persamaan
Pada τ \u003d rc kecil (untuk "sinyal" lambat ") uc≈u1. Untuk sinyal "cepat", tegangan U1 terintegrasi:
Oleh karena itu, sirkuit RC, tegangan output yang dihapus dari kapasitansi C yang disebut rantai pengintegrasian.
Koefisien transmisi dari sirkuit integrasi ditentukan oleh ekspresi
Untuk ω.<<1/τ K≈1.
Karakteristik frekuensi dan fase dijelaskan oleh ekspresi
Ara. 3.23. Karakteristik frekuensi (a) dan sementara (b) dari mengintegrasikan rantai.
dan digambarkan pada Gambar. 3.23, a. Karakteristik transisi (Gbr. 3.23, b) diperoleh dengan integrasi (3.121) dengan:
Pada waktu yang sama waktu konstan, rangkaian RL yang ditunjukkan pada Gambar memiliki sifat yang sama. 3.22, b.
Sirkuit listrik, di mana tegangan output u (t) (atau saat ini) sebanding dengan integral dalam waktu dari tegangan input U w (t) (atau saat ini):
Ara. satu .
Integrator pada penguat operasi.<В основе действия И. ц. лежит накопление заряда на конденсаторе с ёмкостью DARI Di bawah aksi arus yang diterapkan atau akumulasi magisnya. Mengalir dalam koil dengan induktansi L. Di bawah aksi tegangan yang diterapkan sebagian besar digunakan oleh I. C. dengan kondensor.<С наиб, точностью указанный принцип реализуется в интеграторе на операц. усилителе (ОУ) (рис. 1). Для идеального ОУ разность напряжений между его входами и входные токи равны нулю, поэтому ток, протекающий через сопротивление R, Sama dengan biaya saat ini
Kondensator DARI, Dan tegangan pada titik senyawa mereka adalah nol. Akibatnya, produk RC \u003d T, mengkarakterisasi tingkat pengisian kapasitor, disebut. Waktu konstan I. c.<Широко используется простейшая RC dan. c. (Gbr. 2, a). Pada sirkuit ini, arus muatan kapasitor ditentukan oleh perbedaan antara tegangan input dan output Oleh karena itu, integrasi tegangan input kira-kira dan semakin akurat, semakin kecil tegangan output dibandingkan dengan input. Kondisi terakhir dilakukan jika konstan waktu T jauh lebih besar dari interval waktu, integrasi mengintegrasikan. Untuk mengintegrasikan sinyal input pulsa dengan benar, perlu bahwa T jauh lebih banyak durasi pulsa (Gbr. 3). Sifat serupa memiliki RL dan. c. ditunjukkan pada Gambar. 2, b, untuk seperempat, konstanta waktu sama dengan L / R.
Ara. 3. 1. -
input impuls persegi panjang; 2. -
Tegangan output dari sirkuit integrasi dengan TDT.
I. C. Ini digunakan untuk mengubah pulsa yang dimodulasi oleh durasi, ke dalam impuls yang dimodulasi oleh amplitudo, untuk memperpanjang pulsa, memperoleh tegangan gergaji, mengisolasi komponen frekuensi rendah dari sinyal, dll. C. di opera. Amplifier digunakan dalam perangkat otomasi dan komputer analog untuk mengimplementasikan operasi integrasi.
53. Ada proses. Beralih undang-undang dan aplikasi mereka.
Proses sementara - proses yang timbul dalam sirkuit listrik pada berbagai pengaruh yang mengarah pada mereka dari keadaan stasioner dalam keadaan diam baru, yaitu, di bawah tindakan berbagai jenis peralatan switching, misalnya, tombol, sakelar untuk menghidupkan atau melepaskan sumber atau Penerima energi, selama istirahat dalam rantai, dengan rangkaian pendek dari bagian individu rantai, dll.
Alasan fisik untuk terjadinya proses transien dalam rantai adalah keberadaan induktor dan kapasitor di dalamnya, yaitu, elemen induktif dan kapasitif dalam skema substitusi masing-masing. Itu dijelaskan oleh fakta bahwa energi medan magnet dan listrik dari elemen-elemen ini tidak dapat diubah dengan lompatan ketika switching. (Proses penutupan atau membuka sakelar) dalam rantai.
Proses transisi dalam rantai dijelaskan oleh persamaan diferensial secara matematis
- inhomogenous (homogen) Jika skema penggantian rantai berisi (tidak mengandung) sumber EMF dan arus,
- linear (nonlinear) untuk rantai linear (nonlinear).
Durasi proses transisi berlangsung dari proporsi nanoseconds hingga tahun-tahun. Tergantung pada rantai spesifik. Misalnya, kapasitor self-discharge yang konstan dengan dielektrik polimer dapat mencapai milenium. Durasi proses transisi ditentukan waktu konstanta rantai.
Mengalihkan undang-undang terkait dengan elemen-elemen (reaktif) yang intensif energi, I.E., Tank dan Induktansi. Mereka mengatakan: ketegangan pada tangki dan arus dalam induktansi pada final dalam hal besarnya dampak adalah fungsi berkelanjutan waktu, mis. Mereka tidak dapat mengubah lompatan.
Secara matematis, formulasi ini dapat ditulis sebagai berikut.
Untuk tangki;
Untuk induktansi.
Hukum switching adalah konsekuensi dari definisi unsur-unsur wadah dan induktansi.
Secara fisik hukum switching untuk induktansi dijelaskan oleh oposisi terhadap induksi diri untuk mengubah arus, dan hukum pengalihan kapasitas adalah untuk melawan tegangan medan listrik kondensor dengan mengubah tegangan eksternal.
54. Vichroy Arus, manifestasi dan penggunaannya.
Eddy Currents. atau toki Foup. (Untuk menghormati J. B. L. FoUco) - arus induksi vortex yang timbul di konduktor saat mengubah medan magnet mereka.
Untuk pertama kalinya, arus Vortex ditemukan oleh ilmuwan Prancis D. F. Arago (1786-1853) pada tahun 1824 dalam disk tembaga yang terletak di sumbu di bawah panah magnetik yang berputar. Karena arus pusaran, disk datang ke rotasi. Fenomena ini dipanggil oleh fenomena Arago dijelaskan selama beberapa tahun kemudian M. Faraday dari sudut pandang Undang-Undang Induksi Elektromagnetik yang dibuka: medan magnet berputar membawa arus pusaran pada disk tembaga yang berinteraksi dengan panah magnetik. Arus pusaran dipelajari secara rinci oleh Foucault Fisikawan Prancis (1819-1868) dan dinamai setelahnya. Itu membuka fenomena tubuh logam pemanas yang berputar di medan magnet, arus pusaran.
Arus Fouco terjadi di bawah pengaruh medan elektromagnetik bolak-balik dan sifat fisik tidak berbeda dengan arus induksi yang timbul dalam kabel linear. Mereka adalah pusaran, yaitu tertutup di atas ring.
Resistansi listrik dari konduktor besar tidak cukup, sehingga arus Foucault mencapai sangat banyak.
Efek termal dari arus foucault digunakan dalam tungku induksi - dalam koil yang didukung oleh generator frekuensi tinggi daya tinggi, badan konduktif ditempatkan di dalamnya, ada arus pusaran yang menghangatkannya.
Dengan bantuan arus Foucault, bagian logam instalasi vakum dipanaskan untuk degassing mereka.
Dalam banyak kasus, arus foucault mungkin tidak diinginkan. Langkah-langkah khusus diambil untuk memerangi mereka: Untuk mencegah kehilangan energi pada pemanasan core transformer, core ini bertambah dari piring tipis yang dipisahkan oleh lapisan isolasi. Penampilan Ferrites memungkinkan untuk memproduksi inti ini dengan padat.
Kontrol yang layak adalah salah satu metode pengujian non-destruktif produk dari bahan konduktif.
55. Transformer, sifat dasar dan jenis desain.
Dalam perangkat berdenyut, generator yang spesifik sering menghasilkan pulsa bentuk persegi panjang dengan durasi dan amplitudo tertentu, yang dimaksudkan untuk mewakili angka dan kontrol elemen perangkat komputasi, perangkat pemrosesan informasi, dll. Namun, untuk berfungsinya berbagai elemen yang berfungsi , Dalam kasus umum, pulsa diperlukan bentuk tertentu selain persegi panjang yang telah memberikan durasi dan amplitudo. Akibatnya, ada kebutuhan untuk melakukan pra-konversi impuls dari generator yang menentukan. Sifat konversi mungkin berbeda. Jadi, mungkin perlu untuk mengubah amplitudo atau polaritas, durasi parameter impuls, untuk melaksanakan keterlambatan mereka dalam waktu.
Transformasi ini terutama dilakukan dengan menggunakan rantai linier - empat kutub, yang dapat pasif dan aktif. Di sirkuit yang dipertimbangkan, quadrupbes pasif tidak mengandung dalam komposisi catu daya, aktif menggunakan energi sumber daya internal atau eksternal. Menggunakan sirkuit linear, transformasi dilakukan sebagai diferensiasi, integrasi, pemendekan pulsa, amplitudo dan perubahan polaritas, penundaan pulsa dari waktu ke waktu. Operasi diferensiasi, integrasi dan pemendekan pulsa dilakukan sesuai dengan membedakan, mengintegrasikan dan mempromosikan rantai. Perubahan dalam amplitudo dan polaritas pulsa dapat dilakukan dengan menggunakan transformator pulsa, dan keterlambatannya dalam waktu - garis penundaan.
Mengintegrasikan rantai. Pada Gambar. 19.5 Diagram rantai paling sederhana (empat-kutub pasif), yang dengannya Anda dapat melakukan operasi mengintegrasikan input sinyal listrik yang diajukan pada klem 1-1 | Jika sinyal output dihapus dari klip 2-2.
Kami akan membuat persamaan rantai untuk nilai-nilai instan dari arus dan tekanan pada hukum Circhoff kedua:
Dari sini mengikuti bahwa arus sirkuit akan diubah oleh hukum
Jika Anda memilih permanen satu kali konstan, maka istilah kedua dalam persamaan terakhir dapat diabaikan, maka (t) \u003d u in (t) / r.
Tegangan pada kondensor (pada klip 2-2 ") akan sama
(19.1)
Dari (19.1) dapat dilihat bahwa rantai yang ditunjukkan pada Gambar. 19.5, melakukan operasi mengintegrasikan tegangan input dan mengalikannya ke koefisien proporsionalitas sama dengan nilai terbalik dari konstanta waktu rantai:
Diagram sementara dari tegangan output dari rantai pengintegrasian ketika urutan pulsa persegi panjang dipasok pada Gambar. 19.6.
Rantai pembeda.. Menggunakan rantai, diagram yang ditunjukkan pada Gambar. 19.7 (quadrupole pasif), Anda dapat melakukan pengoperasian diferensiasi dari sinyal listrik input yang diajukan pada klem 1-1, jika sinyal output dihapus dari klem 2-2. Hitung persamaan rantai untuk nilai-nilai arus instan dan tegangan pada Hukum Kedua Kirchhoff:
Jika resistance r adalah sedikit dan anggota I (t) r dapat diabaikan, maka arus dalam rantai dan tegangan output rantai dihapus dari R,
(19.2)
Menganalisis (19.2), dapat dilihat bahwa menggunakan sirkuit yang dipertimbangkan, operasi diferensiasi tegangan input dan perkalian TI pada koefisien proporsionalitas sama dengan konstanta waktu τ \u003d RC. Bentuk tegangan output dari rangkaian pembeda ketika pulsa persegi panjang diterapkan pada input ditunjukkan pada Gambar. 19.8. Dalam hal ini, secara teoritis, tegangan output harus berupa impuls alternatif dari amplitudo besar dan kecil (hampir nol) durasi.
Namun, karena perbedaan dalam sifat-sifat rantai diferensiasi nyata dan ideal, serta kecuraman terbatas dari front pulsa di outlet, impuls diperoleh, amplitudo yang kurang dari amplitudo sinyal input, Dan durasi mereka didefinisikan sebagai t dan \u003d (3 ÷ 4) τ \u003d (3 ÷ 4) RC.
Dalam kasus umum, formulir tegangan output tergantung pada rasio durasi pulsa dari sinyal input dan dan waktu konstanta rantai pembeda τ. Pada saat T 1, tegangan input diterapkan pada res resistor, karena tegangan pada kondensor tidak akan mengubah lompatan. Kemudian voltase pada kondensor meningkat sesuai dengan hukum eksponensial, dan tegangan pada resistor R, I.E. Tegangan output, berkurang sesuai dengan hukum eksponensial dan menjadi sama dengan nol pada saat T 2, ketika pengisian kondensor berakhir. Pada nilai rendah τ, durasi tegangan output kecil. Ketika tegangan u bx (t) menjadi nol, kapasitor mulai keluar melalui resistor R. Dengan demikian, pulsa polaritas terbalik dibentuk.
P 
rantai yang mengintegrasikan dan membedakan yang dibantu memiliki kerugian berikut: Kedua operasi matematika diimplementasikan sekitar dengan kesalahan yang diketahui. Penting untuk memasukkan tautan korektif, yang pada gilirannya, sangat mengurangi amplitudo pulsa output, I.E., tanpa amplifikasi sinyal menengah, hampir tidak mungkin diferensiasi dan integrasi non-multiple.
Kerugian ini tidak khusus untuk membedakan dan mengintegrasikan perangkat yang aktif. Salah satu cara yang mungkin untuk mengimplementasikan perangkat ini adalah penggunaan amplifier operasi (lihat ch. 18).
Perangkat pembeda aktif. Diagram perangkat semacam itu pada amplifier operasi ditunjukkan pada Gambar. 19.9. Kondensor C, dan resistor R OC terhubung ke sirkuit umpan balik. Karena resistansi input sangat besar (R B -\u003e ∞), maka arus input dirampingkan skema di sepanjang jalur yang ditentukan oleh garis putus-putus. Di sisi lain, tegangan dan dalam inklusi ini sangat kecil, karena untuk U -\u003e ∞, oleh karena itu potensi titik di sirkuit hampir sama dengan nol. Oleh karena itu, arus di pintu masuk
(19.3)
Saat ini pada output i (t) secara bersamaan mengisi arus kapasitor c: dq \u003d cdu bx (t), dari mana
(19.4)
Menyamakan bagian kiri persamaan (19.3) dan (19.4), Anda dapat menulis - dan keluar (t) / r OC \u003d dengan du w (t) / dt, dari mana
(19.5)
Dengan demikian, tegangan output amplifier operasi adalah produk dari turunan tegangan input dalam waktu dikalikan dengan waktu konstan τ \u003d r oSS
TAPI 
kivny mengintegrasikan perangkat. Sirkuit perangkat pengintegrasi pada amplifier operasi yang ditunjukkan pada Gambar. 19.10, berbeda dari perangkat yang tidak membedakan Gambar. 19.9 Juga, bahwa kondensor C dan resistor R OC (pada Gambar 19.10 -R 1) diubah di beberapa tempat. Masih R B -\u003e ∞ dan koefisien gain dengan tegangan ke U -\u003e ∞. Oleh karena itu, dalam perangkat, kapasitor dengan didakwa dengan I (t) \u003d u bx (t) / r1. Karena tegangan pada kondensor hampir sama dengan tegangan output (φ b \u003d 0), dan penguat operasi mengubah fase sinyal input pada sudut π, kita miliki
(19.6)
Dengan demikian, tegangan output dari perangkat integrasi aktif adalah produk dari integral tertentu dari tegangan input berdasarkan waktu ke koefisien 1 / τ.
Pertimbangkan rantai listrik dari resistensi resistor R. dan kapasitas kapasitor C.disajikan pada gambar.
Elemen. R. dan C. Terhubung secara konsisten, itu berarti bahwa arus dalam rantai mereka dapat diekspresikan, berdasarkan turunan tegangan muatan kapasitor dQ / DT \u003d C (du / dt) dan Hukum Ohm U / R.. Tegangan pada kesimpulan resistor akan menunjukkan U R..
Maka kesetaraan akan menjadi tempat:
Kami mengintegrasikan ekspresi terakhir 
. Bagian integral dari bagian kiri persamaan akan sama U out + const. Beli komponen konstan Const. Di sisi kanan dengan tanda yang sama.
Di sisi kanan konstan waktu Rc. Saya akan membawa tanda integral:
Akibatnya, ternyata tegangan output Kamu keluar. Berbanding lurus dengan integral tegangan pada output resistor, oleh karena itu, dan arus input Saya in..
Komponen permanen Const. Itu tidak tergantung pada denominasi elemen rantai.
Untuk memastikan ketergantungan proporsional langsung dari tegangan output Kamu keluar. dari integral input Kamu masukIni membutuhkan proporsionalitas tegangan input dari arus input.
Rasio nonlinear U in / i di Di sirkuit input yang disebabkan oleh fakta bahwa muatan dan pelepasan kapasitor terjadi pada peserta pameran e. -t / τ, yang paling nonlinear saat t / τ. ≥ 1, yaitu, ketika nilainya t. sepadan atau lebih τ
.
Sini t. - Biaya waktu atau pembuangan kapasitor dalam periode tersebut.
τ
= Rc. - Waktu konstan - produk jumlah R. dan C..
Jika Anda mengambil nominal Rc. Rantai, kapan τ
Itu akan jauh lebih besar t., kemudian bagian awal pameran untuk waktu yang singkat (relatif τ
) Ini bisa sangat linier, yang akan memberikan proporsionalitas yang diperlukan antara tegangan input dan arus.
Untuk rantai sederhana Rc. Waktu konstanta biasanya diambil oleh 1-2 dari urutan lebih dari periode sinyal input variabel, maka bagian utama dan signifikan dari tegangan input akan jatuh pada kesimpulan resistor, memastikan ketergantungan linier yang cukup U in / i di ≈ r.
Dalam hal ini, tegangan output Kamu keluar. akan dengan kesalahan yang diizinkan secara proporsional dengan integral dari input Kamu masuk.
Semakin besar nilai-nilai denominasi Rc.Semakin kecil komponen variabel pada output, semakin akurat akan ada fungsi kurva.
Dalam kebanyakan kasus, komponen variabel integral tidak diperlukan saat menggunakan rantai tersebut, hanya permanen Const., kemudian nominal. Rc. Anda dapat memilih sebesar mungkin, tetapi dengan mempertimbangkan resistansi input dari kaskade berikutnya.
Sebagai contoh, sinyal dari generator adalah periode yang positif 1V 2 MS akan memberikan rantai pengintegrasian sederhana untuk dimasukkan Rc. Nominal:
R. \u003d 10 Kohm, DARI \u003d 1 uf. Kemudian τ
= Rc. \u003d 10 ms.
Dalam hal ini, konstanta waktu hanya lima kali periode periode, tetapi integrasi secara visual cukup akurat.
Grafik menunjukkan bahwa tegangan output pada komponen konstan 0,5V akan menjadi bentuk segitiga, karena area yang tidak berubah seiring waktu, karena integral akan menjadi konstanta (kami menunjukkannya sEBUAH.), Dan integral konstanta akan menjadi fungsi linear. ∫adx \u003d Ax + Const. Besarnya konstanta sEBUAH. Tentukan sudut singgung kecenderungan fungsi linier.
Kami mengintegrasikan sinusoid, kami mendapatkan cosinus dengan tanda terbalik ∫sinxdx \u003d -cosx + Const.
Dalam hal ini, komponen konstan Const. = 0.
Jika Anda mengirimkan sinyal bentuk segitiga ke input, output akan menjadi tegangan sinusoidal.
Integral dari bagian linear fungsi adalah parabola. Dalam versi paling sederhana ∫xdx \u003d x 2/2 + const.
Tanda pengganda akan menentukan arah parabola.
Kurangnya rantai paling sederhana adalah bahwa komponen variabel pada output diperoleh relatif sangat kecil terhadap tegangan input.
Pertimbangkan sebagai penguat operasional integrator (OU) sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada gambar.
Mempertimbangkan resistensi OU dan aturan Kirchhoff yang jauh lebih besar di sini adalah kesetaraan:
I in \u003d i r \u003d u in / r \u003d - i c.
Tegangan di pintu masuk OU Ideal Berikut adalah nol, kemudian pada arahan kondensor U c \u003d u out \u003d - u in .
Karenanya, Kamu keluar. Tentukan, berdasarkan pada arus rantai total.
Pada elemen nominal Rc.kapan τ
\u003d 1 detik, tegangan output akan sama dengan nilai integral input. Tapi, sebaliknya. Inverter integrator sempurna dengan elemen-elemen ideal dari skema.
Rc membedakan RC.
Pertimbangkan pembeda menggunakan amplifier operasional.
OU yang ideal akan memastikan kesetaraan arus I r \u003d - i c Menurut aturan Kirchhoff.
Tegangan pada input OU adalah nol, oleh karena itu, tegangan output U out \u003d u r \u003d - u in \u003d - u c .
Berdasarkan turunan prosedur kapasitor, hukum OMA dan kesetaraan arus arus di kondensor dan resistor, kami menulis ekspresi:
U out \u003d ri r \u003d - ri c \u003d - rc (du c / dt) \u003d - rc (du in / dt)
Dari sini kita melihat bahwa tegangan output Kamu keluar. Muatan kondensor proporsional du in / dt sebagai kecepatan perubahan tegangan input.
Pada waktu yang permanen Rc.sama dengan satu, tegangan output akan sama dengan nilai turunan tegangan input, tetapi yang berlawanan dengan tanda. Oleh karena itu, diagram yang dianggap membedakan dan membalikkan sinyal input.
Derivatif konstan adalah nol, oleh karena itu komponen konstan diferensiasi pada output akan absen.
Sebagai contoh, kami akan memberikan sinyal segitiga ke input pembeda. Pada output kita mendapatkan sinyal persegi panjang.
Turunan dari bagian linear dari fungsi akan menjadi konstan, tanda dan besarnya yang ditentukan oleh kemiringan fungsi linier.
Untuk rantai RC dua elemen yang paling sederhana membedakan, kami menggunakan ketergantungan proporsional dari tegangan output dari turunan tegangan pada terminal kondensor.
U out \u003d ri r \u003d ri c \u003d rc (du c / dt)
Jika Anda mengambil tarif elemen RC sehingga konstanta waktu adalah 1-2 dari urutan kurang dari panjang periode, maka rasio kenaikan tegangan input ke kenaikan waktu dalam periode dapat menentukan tingkat perubahan dalam tegangan input sampai batas tertentu. Idealnya, kenaikan ini harus berjuang untuk nol. Dalam hal ini, bagian utama dari tegangan input akan jatuh pada output kondensor, dan output akan menjadi bagian kecil dari input, oleh karena itu, skema tersebut praktis tidak digunakan untuk menghitung turunannya.
Sirkuit RC yang paling sering membedakan dan mengintegrasikan digunakan untuk mengubah panjang pulsa di perangkat logis dan digital.
Dalam kasus seperti itu, peringkat RC dihitung dengan eksponensial e. -T / rc berdasarkan panjang pulsa pada periode dan perubahan yang diperlukan.
Misalnya, di bawah ini pada gambar menunjukkan bahwa panjang impuls T i. Pada output rantai integrasi akan meningkat tepat waktu 3 τ
. Ini adalah waktu pembuangan kapasitor hingga amplitudo 5%.
Pada output dari sirkuit pembeda, tegangan amplitudo setelah pulsa diterapkan instan, karena nol pada output kondensor yang dibuang.
Selanjutnya mengikuti proses pengisian dan tegangan pada kesimpulan resistor menurun. Selama 3. τ
Ini akan berkurang dengan nilai amplitudo 5%.
Berikut ini 5% - nilainya indikatif. Dalam perhitungan praktis, ambang batas ini ditentukan oleh parameter input dari elemen logis yang berlaku.
Komentar dan saran diterima dan diterima!
Sirkuit pembeda disebut, sinyal pada output yang sebanding dengan turunan dari sinyal input.
Sinyal ini disebut nilai fisik yang membawa informasi. Kami akan mempertimbangkan sinyal tegangan impulsif - pulsa tegangan.
Skema sirkuit yang membedakan nyata ditunjukkan pada Gambar 13-33 A dan 13-33 b.
Koefisien proporsionalitas m adalah rantai konstan waktu 
.
Untuk rantai rc. 
\u003d RC, untuk Chainrl 
\u003d L / R.
Gambar 13-33. Diagram sirkuit yang membedakan.
Membedakan rantai RC. (Filter filter bawah)
Rantai ini juga merupakan empat kutub. Dalam sirkuit RC yang membedakan, sinyal dihapus dari resistor, yaitu 
(cm beras 13-33 a). Sinyal pembeda (input) memiliki bentuk persegi panjang (lihat di bawah. 13-33 a).
Pertimbangkan tindakan sinyal seperti itu (pulsa tegangan) pada sirkuit RC yang berbeda.
Gambar 13-34. Sinyal diferensial (a) dan sinyal pada output dari rantai RC yang membedakan (B), 
Pada saat itu 
Tegangan output (inklusi sirkuit) 
. Ini mengikuti dari kenyataan bahwa pada saat dimasukkan dalam sirkuit pada undang-undang peralihan kedua, tegangan pada kondensor mempertahankan nilainya bahwa itu untuk beralih, yaitu sama dengan 0, oleh karena itu, semua tegangan akan diterapkan ke resistor ( 
).
Kemudian 
akan berkurang oleh hukum eksponensial
(13.29)
Jika sebuah 
, pada saat input impuls ( 
) Kondensor hampir terisi penuh pada saat itu 
Ketika efek pulsa akan berakhir 
0, tegangan pada kondensor 
akan sama 
(Gambar 13-34 b 
ditunjukkan ke garis putus-putus), dan dalam tegangan pada resistor 
jatuh ke 0. Karena rantai sekarang dinonaktifkan dari tegangan input ( 
=0,
), kondensor akan mulai habis dan sepanjang waktu 
tegangan pada itu akan menjadi sama dengan 0. arus dalam rantai dari saat ini 
mengubah arah, dan tegangan ke resistor 
lompatan akan sama dengan lompatan 
dan mulai berlangganan dengan eksponensial 
, dan melalui waktu 
ini akan menjadi 0.
Dengan demikian, dua pulsa runcing polaritas positif dan negatif dibentuk di outlet rantai, dan amplitudo sama dengan amplitudo 
.
Jika sebuah 
bentuk impuls keluaran 
akan memiliki tampilan yang berbeda dari beras
Pertimbangkan dua kasus ekstrem: 
dan 
(Lihat Gambar 13-35 B dan 13-35 V)
Gambar 13-35. Mengubah bentuk denyut nadi pada output dari sirkuit pembeda, tergantung pada hubungan antara 
dan 
.
TAPI. 
(CM Rice 13-35 b)
Dalam hal ini, selama durasi pulsa, kapasitor memiliki waktu untuk mengisi ulang sepenuhnya sebelum efek dorongan hati selesai. Pada resistor pada saat inklusi, lonjakan tegangan diperoleh, sama dengan amplitudo dorongan persegi panjang 
Dan kemudian tegangan berkurang di sepanjang eksponen yang curam dan ketika kapasitor menagihnya turun ke nol hingga akhir pulsa. Di ujung dorongan (pada saat itu 
) Kapasitor akan mulai habis, dan dengan melewati arus melalui resistor input, impuls dari polaritas negatif amplitudo terbentuk - 
. Area dorongan impuls ini akan sama dengan area impuls positif. Rantai tersebut disebut membedakan hubungan pendek.
Dgn B. 
(Lihat beras 13-35).
Ketika waktu pengisian kapasitor kira-kira sama 
, kondensor akan punya waktu untuk mengisi ulang tidak lebih awal daripada melalui 
. Karena itu, dan tegangan pada resistor 
sama 
akan berkurang menurut peserta pameran, itu akan menjadi nol 
. Karena itu, selama ini 
nadi 
tidak berbeda pada resistance dan mengulangi pulsa pada formulir input.
Rantai seperti itu digunakan sebagai transisi antara amplifying cascades dan dimaksudkan untuk menghilangkan efek komponen konstan tegangan dari pengumpul transistor dari kaskade sebelumnya pada saat itu.
Dari formula dan Gambar 13-34 dan 13-35, dapat disimpulkan bahwa amplitudo dari pulsa output pada berbagai rasio antara 
dan 
tetap tidak berubah dan sama 
, dan durasi mereka dengan penurunan 
berkurang. Keakuratan diferensiasi akan semakin tinggi semakin sedikit 
dibandingkan dengan 
.
Diferensiasi yang paling akurat dapat diperoleh dengan menggunakan amplifier operasi.
Pertimbangkan respons sirkuit RC yang berbeda yang digambarkan pada Gambar. 13-35A.
Ara. 13-35 a. Sirkuit Bantuan Rantai RC SCH.
Koefisien frekuensi transmisi dari rangkaian RC yang berbeda adalah:
Jika setara 
k 1 / 
Kemudian dapatkan batas bawah bandwidth dari sirkuit defrastrasi 
.
Dari jadwal 2-35A, dapat dilihat bahwa bandwidth dari rangkaian RC yang berbeda hanya terbatas pada sisi frekuensi yang lebih rendah.
Rantai pembeda digunakan ketika diperlukan untuk mengubah tegangan berbentuk set ke sinyal SIM, berubah secara hukum
di mana koefisien proporsionalitasnya.
Rantai rc yang paling sederhana mirip dengan sirkuit RC yang mengintegrasikan dan hanya dibedakan dengan fakta bahwa tegangan output dihapus dari kondensor, tetapi dari resistansi aktif (Gbr. 6.19, a). Tegangan di outletnya
Tegangan pada kondensor.
Jika itu, panel berhasil melakukan diferensiasi hanya dalam kasus ini.
Kami memperkirakan kira-kira kesalahan yang dibuat oleh anggota, yang berekspresi, penghitungan
Penggantian (6,98) di (6,96), kami dapatkan
Dengan demikian, perlu untuk meningkatkan diferensiasi
(6.100)
i.E perlu mengurangi waktu konstanta - TSPI). Persyaratan ini berlawanan dengan persyaratan untuk rantai pengintegrasian, di mana untuk integrasi yang akurat meningkat konstan.
Sinyal output pada sirkuit pembeda, serta dalam integrasi, berkurang dengan meningkatkan keakuratan konversi yang sesuai. Memang, penurunan waktu konstanta dalam sirkuit pembeda mengarah pada penurunan anggota yang menyebabkan kesalahan diferensiasi. Pada saat yang sama, tingkat sinyal output berkurang secara proporsional dengan penurunan.
Selama diferensiasi, kesalahan terbesar diperoleh selama waktu yang cepat (atau memotong) waktu pulsa. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa di bawah proses ini turunan kedua, mengekspresikan kecepatan perubahan di bagian depan depan (atau memotong), adalah nilai terbesar.
Kesalahan terkecil terjadi pada interval-interval di mana kecepatan perubahan tegangan input konstan.
Ara. 6.19. Diagram Panel Berbeda (A) dan Tegangan Perubahan di Situs Individual (B, IN, G)
Kami menemukan kemungkinan dan kondisi diferensiasi - tegangan volatile sinusoidal.
Dengan diferensiasi yang akurat, sinyal ini harus bervariasi berdasarkan hukum.
(6.101)
Dengan demikian, tegangan output harus digeser oleh fase dengan 90 ° relatif terhadap input. Dalam rantai rc nyata dari amplitudo dan fase berbeda dari nilai-nilai yang sesuai dari rantai pembeda ideal. Tegangan keluaran
sebuah pojok fase
(6.103)
Agar dapat membedakan frekuensi tegangan yang berubah secara sinusidal, perlu dilakukan suatu kondisi, nilai output berkurang. Oleh karena itu, perlu dibatasi pada solusi kompromi di mana sinyal output dan kesalahan fase tidak melampaui nilai yang diizinkan.
Jika, misalnya, adopsi, maka kesalahan fase diferensiasi adalah 14 °. Distorsi fase tersebut dari sinyal output dalam beberapa kasus penggunaan umum dapat dianggap dapat diterima. Dalam hal ini, nilai sinyal output tidak hanya tergantung, seperti ya 1, sehingga dapat dianggap dekat dengan teoritis.
Ketika membedakan pulsa, lebar aktif spektrumnya dibatasi oleh frekuensi. Jika ketidaksetaraan dilakukan pada, maka akan dilakukan dan di. Ini memungkinkan kami berdasarkan lebar spektrum aktif untuk menentukan persyaratan untuk waktu konstanta rantai pembeda:
Untuk perkiraan kasar dari lebar spektrum aktif dengan durasi yang sama dari potongan depan dan pulsa, Anda dapat menggunakan ekspresi perkiraan.
(6.105)
di mana untuk pulsa, yang, mis., untuk yang paling umum.
Kemudian, penggantian (6.104), kita dapatkan
Dengan demikian, waktu konstanta membedakan -cepies penggunaan umum harus sekitar sepuluh kali lebih rendah dari durasi aktif bagian depan pulsa yang dapat dibedakan.
Selama diferensiasi pulsa unipolar di outlet dari sirkuit pembeda, denyut nadi dua-masing-masing dibentuk, durasi pulsa tegangan output dari salah satu polaritas kurang dari durasi pulsa yang dapat dibedakan dan sirkuit yang dipertimbangkan memastikan bahwa operasi pemendekan dilakukan.
Misalkan di pintu masuk rantai RC (Gbr. 6.19, a) Ada impuls persegi panjang yang ideal yang datang pada saat waktu (Gbr.). Pada saat yang sama, kapasitor C mulai mengenakan biaya dan tegangan pada perubahan hukum
Arus pengisian yang mengalir melalui resistansi R menciptakan pulsa eksponensial polaritas positif pada output rangkaian-RAC, yang benar-benar memudar hingga akhir pulsa input. Setelah input pulsa selesai, keseimbangan yang dicapai dalam rantai rusak. Debit kondensor melalui resistor R dan sumber pulsa terjadi. Dorongan output dari polaritas negatif yang timbul dari pelepasan kapasitor berbeda dari polaritas yang hanya dipertimbangkan.
Dengan demikian, selama pemendekan denyut persegi panjang pada output sirkuit, pulsa eksponensial dari tegangan polaritas positif dan negatif diperoleh, tinggi yang sama dengan ketinggian pulsa input. Durasi pulsa output ditentukan oleh konstanta waktu. Jika diukur pada level, ditentukan dari ekspresi
Terkadang durasi aktif pulsa diukur pada level:
Waktu konstanta rantai pembeda ketika digunakan untuk mempersingkat pulsa dipilih secara signifikan lebih besar daripada saat melakukan operasi diferensiasi yang akurat.
Nilainya didasarkan pada durasi aktif yang diperlukan dari pulsa yang ditentukan pada level.
Dalam kasus nyata, perlu untuk memperhitungkan resistansi internal sumber yang dipertimbangkan sirkuit terhubung (Gbr. 6.20, i). Pada saat yang sama, sifat proses ke -cepi tidak berubah. Namun, peningkatan resistensi aktif rantai mengarah pada peningkatan konstanta waktu. Ini membatasi kemungkinan mendapatkan pulsa pendek. Selain itu, arus pengisian dan pelepasan kondensor berkurang, yang mengarah pada penurunan tegangan output. Nilai maksimum tegangan output ditemukan dari persamaan
