Пассивные апериодические цепи.

При классификации радиотехнических цепей было отмечено, что по признаку наличия в цепи источника энергии цепи подразделяются на пассивные и активные. Начнем с рассмотрения пассивных цепей первого порядка, т.е. цепей содержащих один реактивный элемент (емкость или индуктивность). На основе этих цепей строятся как простейшие активные цепи, так и более сложные радиотехнические устройства.

Рассмотрим свойства наиболее часто встречающихся цепей – интегрирующей и дифференцирующей цепи.

Определение характеристик цепей можно проводить любым из рассмотренных выше методов. Так, например, при определении частотных характеристик цепей в данном случае удобно представить ту или иную цепь в виде делителя напряжения, в состав которого входят комплексные сопротивления Пассивные апериодические цепи. - student2.ru и Пассивные апериодические цепи. - student2.ru .

В таблице 5 представлены схемы интегрирующей и дифференцирующей цепи, дифференциальные уравнения, которыми описываются цепи, аналитические выражения комплексного коэффициента передачи Пассивные апериодические цепи. - student2.ru , амплитудно-частотных Пассивные апериодические цепи. - student2.ru , фазо-частотных Пассивные апериодические цепи. - student2.ru , а также переходных Пассивные апериодические цепи. - student2.ru и импульсных Пассивные апериодические цепи. - student2.ru характеристик и их графические изображения.

Анализ графиков АЧХ цепей показывает, что интегрирующая цепь пропускает нижние частоты и задерживает верхние, т.е. является фильтром нижних частот (ФНЧ). Дифференцирующая цепь наоборот пропускает верхние частоты и тем самым является фильтром верхних частот (ФВЧ).

Форма временных (переходной и импульсной) характеристик определяет характер переходных процессов. Для рассматриваемых цепей переходные характеристики представляют собой монотонно возрастающую (для интегрирующей цепи) и монотонно убывающую (для дифференцирующей цепи) функции. Это определило название цепей как апериодических.

Обратимся к выражению для комплексного коэффициента передачи интегрирующей цепи. При Пассивные апериодические цепи. - student2.ru комплексный коэффициент передачи

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru .

Так как входной и выходной сигналы связаны соотношением

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru ,

то при указанном условии

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru . (5.40)

Но оператор Пассивные апериодические цепи. - student2.ru является оператором интегрирования. Тогда применяя обратное преобразование Фурье, получим

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru ,

т.е. цепь выполняет функцию интегрирования входного сигнала.

Аналогично для дифференцирующей цепи при Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

и Пассивные апериодические цепи. - student2.ru (5.41)

Таблица 5

Интегрирующая цепь Дифференцирующая цепь
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru
Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru Пассивные апериодические цепи. - student2.ru

Как известно, оператор Пассивные апериодические цепи. - student2.ru – это оператор дифференцирования. Очевидно, обратное преобразование Фурье обеих частей (5.41) дает

Пассивные апериодические цепи. - student2.ru .

Таким образом, рассмотренные простейшие RC-цепи осуществляют соответственно приближенное интегрирование и дифференцирование входных сигналов.

В заключение отметим, что в качестве интегрирующих и дифференцирующих цепей могут выступать и RL-цепи, где реактивными элементами являются индуктивности. Схемы этих цепей также представляют собой делители напряжения, с той лишь разницей, что в интегрирующей цепи выходной сигнал снимается с резистора, а в дифференцирующей – с индуктивности.

Наши рекомендации