Реферат : Інтегруючі кола (фільтр низьких частот) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Коммуникации и связь


Інтегруючі кола (фільтр низьких частот)




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

Похожие работы:

  • Моделювання процесу обробки сигналів датчика у вихровому потоковимірювачі

    Дипломная работа >> Информатика, программирование
    ... Обробка еквівалентна проходженню через інтегруючий RC-фільтр. На рисунку 5.1 наведені ... еквівалентна проходженню через інтегруючий RC-фільтр. На рисунку 5.2 наведені ... частотах на корисний сигнал від датчика завада майже не впливає, але на низьких, коли ...
  • Комп’ютерна електроніка

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... за видом міжкаскадного зв'язку: підсилювачі з гальванічним зв'язком підсилювачі з резестивно ... вигляді дробово-раціональної функції: , де А(р) та В(р) ... залежності коефіцієнтів передачі в різних частотних діапазонах. 3.5 Підсилювачі змінного ...
  • Измеритель шума

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... сполучення тимчасових і частотних зважувань, фільтрів, і визначення піків і т.д. Під час проведення ... постійним методом, коли й основний, і резервний ... в області низьких частот пропорційно збільшенню ... рисунку 4.2 представлений Інтегруючий шумомір 1 класу – 2239A Bruel&Kjear ...
  • Розрахунок електронних схем

    Курсовая работа >> Коммуникации и связь
    ... в області низьких частот (нижче ) переважно застосовують ланцюги інтегруючого або диференціюючого ... язком. В області високих частот в якості фільтрів низьких частот широко застосовують високоякісні ... , з напругою стабілізації . Коли напруга на виході ОП ста ...
  • Дослідження процесів масопереносу при фільтрації підземних вод

    Дипломная работа >> Экология
    ... уздовж яких рухається фільтрівна рідина, називаються ... = vy(-dx) + vxdy → d = dψ. Інтегруючи останнє рівняння уздовж кривої від точки ... функції визначаються рівнянням коли (3.144) коли (3.145) Графіки ... виникають електромагнітні поля низької частоти (від 5 Гц до ...
  • Источник бесперебойного питания мощностью 600 Вт

    Дипломная работа >> Коммуникации и связь
    ... тактового генератора, через інтегруючу ланку R14C11 подається ... в тому, що при високих частотах (коли власне і потрібна фільтрац ... вихідного кола: Рис. 1.5.13. Вхідний фільтр ЕМ завад. ... льність при низьких температурах (відношення імпедансів на частоті 120Гц). ...
  • Теоретичні основи теплотехніки

    Учебное пособие >> Промышленность, производство
    ... накипів в котельнях низького тиску. Середа Лабораторне ... мо: (8.9) (8.10) Інтегруючи ці диференціалші рі ... інтегральний температурний, коли тиск і температура ... хвилі X і частотою V. Теплове випромі ... 7 - трубопроводи; 8 - фільтр; 9-редуктор тиску; 11 - сопло ...
  • Система дистанционного контроля акустического окружения (шумомер)

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... Рисунок 1.2 - Інтегруючий шумомір 1-го ... льтрів, характеристики яких індексовані літерами А, В, С. Характеристика з індексом С мало залежить від частоти ... низьке енергоспоживання - 2 мВ при при живленні 5 В на тактовій частот ... занулений корпус у колі цієї фази ...
  • Моделювання задач масового обслуговування ЕОМ

    Курсовая работа >> Информатика, программирование
    ... із записаним форматом низького рівня. Так ... , тобто коли програма показу ... виявиться, то програму-фільтр можна відключити. ... показником надійності, званим частотою відмов: (1.4) З ... l (t) вимірюються в ч-1. Інтегруючи (1.5), легко отримати: (1.6) Це вираз ...
  • Аналіз та розробка LED-драйвера

    Дипломная работа >> Информатика, программирование
    ... у контурі регулювання використовується інтегруючий конденсатор С4, що затримує спрацьовування ... закриваючи його низьким рівнем та відкриваючи високим. Частота сигналу PWM ... схемі елементи Rin, Cbyp утворюють фільтр в колі живлення мікросхеми. Діод, що вмика ...