длительность импульса в чем измеряется

Как определить длительность импульса?

Длительность импульса, так же, как и напряжение, определяется умножением числа делений горизонтальной шкалы на значение деления, как показано на рисунке 14.

Как определить скважность?

В чем измеряется длительность импульса?

Частоту повторения импульсов можно измерять прямопоказывающими приборами: для грубых измерений конденсаторным частотомером, для точных – электронно-счетным частотомером. Длительность интервала времени между двумя импульсами измеряется в основном осциллографическим методом и методом дискретного счета.

Как с помощью осциллографа определить амплитуду сигнала?

В универсальных осциллографах используется метод измерения амплитуд сигналов с помощью масштабной сетки, помещенной на экране осциллографа. Цена деления сетки устанавливается с помощью калибратора амплитуды. Параметры импульсов определяются следующим образом: Up = Су ly; Up — размах (амплитуда импульса);

Что такое ширина импульса?

Длительность импульса – это промежуток времени между 50% порогового значения переднего фронта импульса и 50% порогового значения следующего заднего фронта.

Как определить скважность импульсов?

Скважность S характеризует прямоугольный импульс, и определяет то, во сколько раз период импульса T больше его длительности t1. Так, меандр, например, имеет скважность равную 2, поскольку длительность импульса в такой последовательности равна половине его периода: S=T/t1=2.

Как определяется коэффициент заполнения?

Коэффициент заполнения — прямоугольный импульс

Она получается делением секунд на секунды. Иногда удобно измерять коэффициент заполнения в процентах. Тогда нужно приведенное в определении отношение умножить на 100%. Как мы видим, чем короче импульс, тем меньше коэффициент заполнения.

В чем измеряется импульс?

Это векторная величина, направленная в ту же сторону, что и скорость частицы. Единицей измерения импульса в Международной системе единиц (СИ) является килограмм-метр в секунду (кг·м/с).

Что такое импульс в электронике?

Электрический импульс — кратковременный всплеск электрического напряжения или силы тока в определённом, конечном временном промежутке. Различают видеоимпульсы — единичные колебания какой-либо формы и радиоимпульсы — всплески высокочастотных колебаний.

Что такое видео импульс?

ВИДЕОИМПУЛЬС — (от видео… и импульс) электрический импульс прямоугольной, трапецеидальной, экспоненциальной, колоколообразной или др.

Как определить частоту с помощью осциллографа?

Тут я расскажу как узнать частоту с помощью осциллографа. Частота = 1 / период импульса. Период импульса = диапазон положения ручки «время» на осциллографе * количество клеток периода импульса на осциллограмме. У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Что такое синхронизация сигналов и как она осуществляется в осциллографе?

Синхронизация — получение неподвижного изображения исследуемого сигнала на экране осциллографа. … В этом случае исследуемый сигнал и напряжение с генератора развертки приходят на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки одновременно, синхронно. Для получения синхронизации в осциллографе есть схема синхрони-зации.

Что такое развертка осциллографа?

Разверткой называют линию, которую чертит электронный луч на экране ЭЛТ в результате действия только одного развертывающего напряжения U„ т. е. при отсутствии исследуемого сигнала ис(Г).

Как получить импульс?

Что такое длительность сигнала?

Полное повторение формы импульса через некоторое время называется периодом Т. Ширина импульса или длительность — это промежуток времени, за который сигнал достигает минимальной амплитуды дважды.

Что такое Радиоимпульс?

Для этих целей применяются радиоимпульсы. Радиоимпульс представляет собой произведение некоторой низкочастотной (информационной) огибающей a(t) на высокочастотную несущую x(t), в качестве которой обычно используется синусоидальный сигнал.

Источник

длительность импульса

3.67 длительность импульса: Приращение времени, измеренное между точками, соответствующими половине пиковой мощности в начале и в конце импульса.

3.28 длительность импульса (pulse duration): Максимальное время, требующееся для измерения двух точек пересечения импульса ветви нарастания и убывания с прямой, проведенной параллельно оси абсцисс на уровне половины максимального значения.

ем и мгновенным значением напряжения основной частоты, соответствующим моменту начала импульса Интервал времени между начальным мо-

Смотри также родственные термины:

3.48 длительность импульса t_d, с: 1,25-я часть временного интервала между моментами времени, когда интеграл по времени от квадрата мгновенного акустического значения достигает 0,1-й и 0,9-й частей своего конечного значения. (См. рисунок 2.)

93 длительность импульса Δt_имп: Интервал времени от начала импульса до момента, когда напряжение импульса уменьшается до половины максимального значения его амплитуды

de. Ruckenhalbwertdauer einer Stoßspannung

en. Time to half value (of an impulse)

fr. Durée В mi-hauteur (d’une impulsion de tension)

47. Длительность импульса зажигания газоразрядной лампы непрерывного действия

Длительность импульса зажигания

Интервал времени, в течение которого значение напряжения импульса зажигания газоразрядной лампы непрерывного действия превышает заданный уровень от пикового значения

9. Длительность импульса излучения полупроводникового излучателя

Длительность импульса излучения

Интервал времени, в течение которого сила излучения полупроводникового излучателя больше или равна половине ее максимального значения

32. Длительность импульса лазерного излучения **

2. Длительность импульса обратного напряжения анода

Интервал времени, в течение которого к аноду прибора приложено обратное напряжение

87 длительность импульса опорного напряжения (знакосинтезирующего индикатора) при записи [стирании]; τ_и.з [τ_и.с]:

Интервал времени, в течение которого значение импульса опорного напряжения знакосинтезирующего индикатора превышает 0,9 амплитудного значения при записи [стирании].

3. Длительность импульса тока анода

Интервал времени, в течение которого через прибор протекает ток

107. Длительность импульса тока генератора ЦМД τ_г *

Длительность импульса тока генератора

3. Длительность импульса тока или напряжения в закрытом состоянии

4. Длительность импульса тока или напряжения в открытом состоянии

5. Длительность импульса тока или напряжения управления

Длительность импульса тока обмена информации

Длительность импульса тока обменного переключателя

110. Длительность импульса тока обменного переключателя ЦМД τ_об

Длительность импульса тока обменного переключателя

Ндп. Длительность импульса тока обмена информации

108. Длительность импульса тока переключателя ввода ЦМД τ_вв

Длительность импульса тока ввода

109. Длительность импульса тока переключателя вывода ЦМД τ_в

Длительность импульса тока вывода

111. Длительность импульса тока репликатора ЦМД τ_р

Длительность импульса тока репликатора

Полезное

Смотреть что такое «длительность импульса» в других словарях:

длительность импульса — Интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня. [ГОСТ 13109 97] длительность импульса 1. Промежуток времени между началом и… … Справочник технического переводчика

длительность (импульса) — Интервал времени между первым и последним моментами, в которые мгновенное значение импульса достигает 50 % его амплитуды (МСЭ Т K.43). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN… … Справочник технического переводчика

длительность (импульса) — 3.9 длительность (импульса) [duration (of a pulse)]: Интервал времени между моментами, когда мгновенное значение импульса в первый и последний раз достигает 50 % пикового значения импульса. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pulse duration; pulse time; pulse width vok. Impulsdauer, f; Impulslänge, f; Pulsbreite, f rus. длительность импульса, f; ширина импульса, f pranc. durée d impulsion, f; largeur d… … Automatikos terminų žodynas

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Trukmė apibrėžtame impulso amplitudės lygyje. atitikmenys: angl. pulse duration vok. Impulsdauer, f; Impulslänge, f rus. длительность импульса, f pranc. durée d’impulsion … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pulse duration; pulse time vok. Impulsdauer, f rus. длительность импульса, f pranc. durée d’impulsion, f … Fizikos terminų žodynas

длительность импульса t_d, с — 3.48 длительность импульса td, с: 1,25 я часть временного интервала между моментами времени, когда интеграл по времени от квадрата мгновенного акустического значения достигает 0,1 й и 0,9 й частей своего конечного значения. (См. рисунок 2.)… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

длительность импульса — ширина импульса … Словарь русских синонимов по технологиям автоматического контроля

Длительность импульса — 1. Интервал времени, в течение которого сила излучения полупроводникового излучателя больше или равна половине ее максимального значения Употребляется в документе: ГОСТ 27299 87 Приборы полупроводниковые оптоэлектронные. Термины, определения и… … Телекоммуникационный словарь

Длительность импульса тока обменного переключателя — 110 Источник: ГОСТ 28111 89: Микросборки на цилиндрических магнитных доменах. Термины и определения оригинал … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

длительность импульса

длительность импульса
Интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгновенного значения напряжения до первоначального или близкого к нему уровня.
[ГОСТ 13109-97]

Тематики

Близкие понятия

Полезное

Смотреть что такое «длительность импульса» в других словарях:

длительность (импульса) — Интервал времени между первым и последним моментами, в которые мгновенное значение импульса достигает 50 % его амплитуды (МСЭ Т K.43). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN… … Справочник технического переводчика

длительность импульса — 3.67 длительность импульса: Приращение времени, измеренное между точками, соответствующими половине пиковой мощности в начале и в конце импульса. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

длительность (импульса) — 3.9 длительность (импульса) [duration (of a pulse)]: Интервал времени между моментами, когда мгновенное значение импульса в первый и последний раз достигает 50 % пикового значения импульса. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pulse duration; pulse time; pulse width vok. Impulsdauer, f; Impulslänge, f; Pulsbreite, f rus. длительность импульса, f; ширина импульса, f pranc. durée d impulsion, f; largeur d… … Automatikos terminų žodynas

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Trukmė apibrėžtame impulso amplitudės lygyje. atitikmenys: angl. pulse duration vok. Impulsdauer, f; Impulslänge, f rus. длительность импульса, f pranc. durée d’impulsion … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

длительность импульса — impulso trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pulse duration; pulse time vok. Impulsdauer, f rus. длительность импульса, f pranc. durée d’impulsion, f … Fizikos terminų žodynas

длительность импульса t_d, с — 3.48 длительность импульса td, с: 1,25 я часть временного интервала между моментами времени, когда интеграл по времени от квадрата мгновенного акустического значения достигает 0,1 й и 0,9 й частей своего конечного значения. (См. рисунок 2.)… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

длительность импульса — ширина импульса … Словарь русских синонимов по технологиям автоматического контроля

Длительность импульса — 1. Интервал времени, в течение которого сила излучения полупроводникового излучателя больше или равна половине ее максимального значения Употребляется в документе: ГОСТ 27299 87 Приборы полупроводниковые оптоэлектронные. Термины, определения и… … Телекоммуникационный словарь

Длительность импульса тока обменного переключателя — 110 Источник: ГОСТ 28111 89: Микросборки на цилиндрических магнитных доменах. Термины и определения оригинал … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Электрические импульсы и их параметры

Под электрическим импульсом понимают отклонение напряжения или тока от некоторого постоянного уровня (в частности, от нулевого), наблюдаемое в течение времени, меньшего или сравнимого с длительностью переходных процессов в схеме.

Как уже было сказано, под переходным процессом понимается всякое резкое изменение установившегося режима в электрической цепи за счёт действия внешних сигналов или переключений внутри самой цепи. Таким образом, переходный процесс – это процесс перехода электрической цепи из одного стационарного состояния в другое. Как бы ни был короток этот переходный процесс, – он всегда конечен во времени. Для цепей, в которых время существования переходного процесса несравненно меньше времени действия внешнего сигнала (напряжения или тока), режим работы считается установившимся, а сам внешний сигнал для такой цепи не является импульсным. Примером этого может служить срабатывание электромагнитного реле.

Когда же длительность действующих в электрической цепи сигналов напряжения или тока становится соизмеримой с длительностью процессов установления, переходный процесс оказывает настолько сильное влияние на форму и параметры этих сигналов, что их нельзя не учитывать. В этом случае бóльшая часть времени воздействия сигнала на электрическую цепь совпадает со временем существования переходного процесса (рис.1.4). Режим работы цепи во время действия такого сигнала будет нестационарным, а воздействие его на электрическую цепь – импульсным.

Рис.1.4. Соотношение между длительностью сигнала и длительностью

а) длительность переходного процесса значительно меньше длительности

сигнала (τ_пп – 9 с).

Характерными участками импульса (рис.1.8), определяющими его форму,

· срез (3 – 4), иногда называемый задним фронтом;

Рис.1.8. Характерные участки импульса

Отдельные участки у импульсов различной формы могут отсутствовать. Следует иметь в виду, что реальные импульсы не имеют формы, строго соответствующей названию. Различают импульсы положительной и отрицательной полярности, а также двусторонние (разнополярные) импульсы

Радиоимпульсами называются импульсы высокочастотных колебаний напряжения или тока обычно синусоидальной формы. Радиоимпульсы не имеют постоянной составляющей. Радиоимпульсы получают модулированием высокочастотных синусоидальных колебаний по амплитуде. При этом амплитудная модуляция производится по закону управляющего видеоимпульса. Формы соответствующих радиоимпульсов, полученных с помощью амплитудной модуляции, показаны на рис. 1.9:

Рис.1.9. Формы радиоимпульсов

Электрические импульсы, следующие друг за другом через равные промежутки времени, называются периодической последовательностью (рис.1.10).

Рис.1.10. Периодическая последовательность импульсов

Периодическая последовательность импульсов характеризуется следующими параметрами:

· Период повторения Т_i – промежуток времени между началом двух соседних однополярных импульсов. Он выражается в секундах (с) или дольных единицах секунды (мс; мкс; нс). Величина, обратная периоду повторения, называется частотой повторения (следования) импульсов. Она определяет количество импульсов, в течение одной секунды и выражается в герцах (Гц), килогерцах (кГц) и т.д.

……………………………….. (1.16)

· Скважность последовательности импульсов – это отношение периода повторения к длительности импульса. Обозначается буквой q:

………………… (1.17)

Скважность – безразмерная величина, которая может изменяться в очень широких пределах, так как длительность импульсов может быть в сотни и даже тысячи раз меньше периода импульсов или, наоборот, занимать большую часть периода.

Величина, обратная скважности, называется коэффициентом заполнения. Эта величина безразмерная, меньшая единицы. Она обозначается буквой γ:

…………………………(1.18)

Последовательность импульсов с q = 2 называется «меандром». У такой

последовательности (рис.1.6,е). Если Т_i>> τ_и, то такая последовательность называется радиолокационной.

· Среднее значение (постоянная составляющая) импульсного колебания. При определении среднего за период значения импульсного колебания U_ср (или І_ср) импульс напряжения или тока распределяют равномерно на весь период так, чтобы площадь U_ср ·Т_i была равна площади импульса S_и = U_m · τ_и (рис. 1.10).

Для импульсов любой формы среднее значение определяется из выражения

……………………(1.19),

где U(t) – аналитическое выражение формы импульса.

Для периодической последовательности импульсов прямоугольной формы, у которой U(t) = U_m , период повторения Т_i и длительность импульса τ_и, это выражение после подстановки и преобразования принимает вид:

…………………….(1.20).

Из рис. 1.10 видно, что S_и = U_m · τ_и = U_ср·Т_i , откуда следует:

……………(1.21),

где U₀ – называется постоянной составляющей.

Таким образом, среднее значение (постоянная составляющая) напряжения (тока) последовательности прямоугольных импульсов в q раз меньше амплитуды импульса.

· Средняя мощность последовательности импульсов. Энергия импульса W, отнесённая к периоду Т_i , определяет среднюю мощность импульса

…………………………….. (1.22).

Сравнивая выраженияР_и и Р_ср, получим

…………………(1.23)

и ……………………. (1.24),

т.е. средняя мощность и мощность в импульсе отличаются в q раз.

Отсюда следует, что мощность в импульсе, которую обеспечивает генератор, может в q раз превосходить среднюю мощность генератора.

Задачи и упражнения

1. Амплитуда импульса равна 11 кВ, длительность импульса 1 мкс. Определить крутизну фронта импульса, если считать длительность фронта равной 20 % длительности импульса.

2. Амплитуда прямоугольных импульсов, имеющих частоту следования 1250 Гц и скважность 2300, равна 11 кВ. Определить крутизну фронта и среза, если считать длительность фронта и среза равной 20 % от длительности импульса.

3. Определить постоянную времени цепи, состоящей из конденсатора ёмкостью 5000 пФ и активного сопротивления 0,5 Мом.

4. Определить постоянную времени цепи, состоящей из индуктивности 20 мГн и активного сопротивления 5 кОм.

5. Определить среднюю мощность радиопередающего устройства РЛС, имеющую следующие параметры: импульсная мощность 800 кВт; длительность зондирующего импульса 3,2 мкс; частота следования зондирующих импульсов 375 Гц.

6. Конденсатор ёмкостью 400 пФ заряжается от источника постоянного напряжения 200 В через сопротивление 0,5 Мом. Определить напряжение на конденсаторе через 600 мкс после начала заряда.

7. К цепи, состоящей из конденсатора ёмкостью 10 пФ и сопротивления 2 Мом, подключён источник постоянного тока с напряжением 50 В. Определить ток в момент включения и через 40 мкс после включения.

8. Конденсатор, заряженный до напряжения 300 В, разряжается через сопротивление 300 Мом. Определить величину разрядного тока через время t = 3τ после начала разряда.

9. Какое потребуется время для заряда конденсатора ёмкостью 100 пФ до напряжения 340 В, если напряжение источника 540 В и сопротивление цепи заряда 100 кОм?

10. Цепь, состоящая из индуктивности 10 мГн и сопротивления 5 кОм, подключена к источнику постоянного напряжения 250 В. Определить ток, протекающий в цепи через 4 мкс после включения.

Глава 2. Формирование импульсов

Линейные и нелинейные цепи

В импульсной технике широко применяются цепи и устройства, формирующие напряжения одной формы из напряжения другой. Такие задачи решаются с помощью линейных и нелинейных элементов.

Элемент, параметры которого (сопротивление, индуктивность, ёмкость) не зависят от величины и направления токов и приложенных напряжений, называется линейным.Цепи, содержащие линейные элементы, называются

линейными.

Свойства линейных цепей:

· Вольт-амперная характеристика (ВАХ) линейной цепи представляет собой прямую линию, т.е. величины токов и напряжений будут связаны между собой линейными уравнениями с постоянными коэффициентами. Пример ВАХ такого вида – закон Ома: .

· Для расчёта (анализа) и синтеза линейных цепей применим принцип суперпозиций (наложения). Смысл принципа суперпозиций заключается в следующем: если к входу линейной цепи приложено синусоидальное напряжение, то напряжение на любом её элементе будет иметь такую же форму. Если же входное напряжение является сложным сигналом (т.е. является суммой гармоник), то на любом элементе линейной цепи сохраняются все гармонические составляющие этого сигнала: иначе говоря, сохраняется форма приложенного к входу напряжения. При этом на выходе линейной цепи изменится только соотношение амплитуд гармоник.

· Линейная цепь не преобразует спектр электрического сигнала. Она может изменить составляющие спектра только по амплитуде и фазе. Это является причиной возникновения линейных искажений.

· Всякая реальная линейная цепь искажает форму сигнала за счёт переходных процессов и конечной ширины полосы пропускания.

Строго говоря, все элементы электрических цепей нелинейны. Однако в определённом интервале изменения переменных величин нелинейность элементов проявляется настолько мало, что практически можно пренебречь ею. Примером может служить усилитель радиочастоты (УРЧ) радиоприёмника, на вход которого подаётся очень малый по амплитуде сигнал от антенны.

Нелинейность входной характеристики транзистора, стоящего в первом каскаде УРЧ, в пределах нескольких микровольт настолько мала, что её просто не учитывают.

Обычно область нелинейного поведения элемента ограничена, а переход к нелинейности может происходить либо постепенно, либо скачкообразно.

Если на вход линейной цепи подать сложный сигнал, который является суммой гармоник разных частот, а линейная цепь содержит частотно-зависимый элемент (L или C), то форма напряжений на её элементах не будет повторять форму входного напряжения. Это объясняется тем, что гармоники входного напряжения по-разному пропускаются такой цепью. В результате прохождения входного сигнала через ёмкости и индуктивности цепи соотношения между гармоническими составляющими на элементах цепи изменяются по амплитуде и фазе по отношению к входному сигналу. В результате соотношения между амплитудами и фазами гармоник на входе цепи и на её выходе не одинаковы. Это свойство положено в основу формирования импульсов с помощью линейных цепей.

Элемент, параметры которого зависят от величины и полярности приложенных напряжений или протекающих токов, называется нелинейным, а цепь, содержащую такие элементы, называют нелинейной.

К нелинейным элементам относятся электровакуумные приборы (ЭВП), полупроводниковые приборы (ППП), работающие на нелинейном участке ВАХ, диоды (вакуумные и полупроводниковые), а также трансформаторы с ферромагнетиками.

Свойства нелинейных цепей:

· Ток, протекающий через нелинейный элемент, не пропорционален приложенному к нему напряжению, т.е. зависимость между напряжением и током (ВАХ) носит нелинейный характер. Примером такой ВАХ служат входные и выходные характеристики ЭВП и ППП.

· Процессы, протекающие в нелинейных цепях, описываются нелинейными уравнениями различного вида, коэффициенты которых зависят от самой функции напряжения (тока) или от её производных, а ВАХ нелинейной цепи имеет вид кривой или ломаной линии. Примером могут служить характеристики диодов, триодов, тиристоров, стабилитронов и др.

· Для нелинейных цепей принцип суперпозиций неприменим. При воздействии внешнего сигнала на нелинейные цепи в них всегда возникают токи, содержащие в своём составе новые частотные составляющие, которых не было во входном сигнале. Это является причиной возникновения

нелинейных искажений, в результате чего сигнал на выходе нелинейной

цепи всегда отличается по форме от входного сигнала.

Дифференцирующие цепи

Для того чтобы получить импульс желаемой формы из заданной формы напряжения с помощью пассивной электрической цепи, необходимо знать формирующие свойства этой цепи. Формирующие свойства характеризуют способность линейной цепи определённым образом изменять форму передаваемого (обрабатываемого) сигнала и полностью определяются видом её частотных и временных характеристик.

В импульсной технике для формирования сигналов широко применяются линейные двух- и четырёхполюсники.

Дифференцирующей называется цепь, на выходе которой напряжение пропорционально первой производной от входного напряжения. Математически это выражается следующей формулой:

………………………. (2.1),

где U_вх – напряжение на входе дифференцирующей цепи;

U_вых – напряжение на выходе дифференцирующей цепи;

k – коэффициент пропорциональности.

Дифференцирующие цепи (ДЦ) применяются для дифференцирования видеоимпульсов. При этом дифференцирующие цепи позволяют производить следующие преобразования:

· укорочение прямоугольных видеоимпульсов и формирование из них остроконечных импульсов, служащих для запуска и синхронизации различных импульсных устройств;

· получение производных по времени от сложных функций. Это используется в измерительной технике, системах авторегулирования и автосопровождения;

· формирование прямоугольных импульсов из пилообразных.

Простейшими дифференцирующими цепями являются ёмкостная (RC)и индуктивная (RL) цепи (рис.2.1):

Рис.2.1. Виды дифференцирующих цепей:

а) ёмкостная ДЦ; б) индуктивная ДЦ

Индуктивная дифференцирующая цепь применяется гораздо реже, чем ёмкостная по чисто практическим соображениям. Дело в том, что для выполнения условия дифференцирования требуется катушка с большой индуктивностью. Такие катушки без железа получаются очень громоздкими и имеют боль-шую паразитную (межвитковую) ёмкость, искажающую результат дифференцирования. Применять же катушки с железом нежелательно, т.к. искажается форма тока из-за нелинейности кривой намагничивания железа, вследствие чего при дифференцировании возникают нелинейные искажения выходного сигнала. Поэтому мы будем рассматривать ёмкостную дифференцирующую цепь.

Покажем, что RC— цепь при определённых условиях становится дифференцирующей.

Известно, что ток, протекающий через ёмкость, определяется выражением:

. (2.2).

В то же время из рис.2.1,а очевидно, что

,

т.к. R и C представляют собой делитель напряжения. Поскольку напряжение

, то .

…………………. (2.3).

Подставив выражение (2.2) в (2.3), получим:

……………… (2.4).

Если выбрать достаточно малую величину R так, чтобы выполнялось условие,

то получим приближённое равенство

……………………….. (2.5).

Это равенство тождественно (2.1).

Выбрать R достаточно малой величины – это значит обеспечить выполнение неравенства

, т.е. ,

где ω_в = 2πf_в – верхняя граничная частота гармоники выходного сигнала, ещё имеющая существенное значение для формы выходного импульса.

Коэффициент пропорциональности в выражении (2.1) k = RC = τ носит название постоянной времени дифференцирующей цепи. Чем резче изменяется подводимое напряжение, тем меньшей величиной τ должна обладать дифференцирующая цепь, чтобы на выходе напряжение было близко по форме к производной от U_вх. Параметр τ = RC имеет размерность времени. Это можно подтвердить тем, что в соответствии с Международной системой единиц (СИ) единица измерения электрического сопротивления

,

а единица измерения электрической ёмкости

.

Принцип действия дифференцирующей цепи.

Принципиальная схема ёмкостной дифференцирующей цепи изображена на рис.2.2, а эпюры напряжений – на рис.2.3.

Рис.2.2. Принципиальная схема ёмкостной дифференцирующей цепи

Пусть на вход подаётся идеальный прямоугольный импульс, у которого

τ_ф= τ_с = 0, а внутреннее сопротивление источника сигнала R_i = 0.Пусть импульс определяется следующим выражением:

Чем меньше τ цепи, тем быстрее заряжается и разряжается конденсатор и тем меньшую длительность имеют выходные импульсы, тем более остроконечными они становятся и, следовательно, тем точнее дифференцирование. Однако уменьшать τ целесообразно до определённого предела.

Изменение формы импульса на выходе дифференцирующей цепи можно объяснить с точки зрения спектрального анализа.

Каждая гармоника входного импульса делится между R и C. Для гармоник низких частот, определяющих вершину входного импульса, конденсатор представляет большое сопротивление, т.к.

>> R.

Поэтому на выход плоская вершина входного импульса почти не передаётся.

Для высокочастотных составляющих входного импульса, формирующих его фронт и срез,

Источник