8. Интегрирующие цепи: назначение, схема простейшей цепи, требования к постоянной времени, иц на оу интегрирующая цепь.

Интегрирующей цепью называют четырёхполюсник (см. Рис. 17), сигнал на выходе которого пропорционален интегралу от входного сигнала.

Рисунок 17

Операция интегрирования определяется как:

, где .

Простейший интегратор - это конденсатор С (см. Рис. 18) или индуктивность L. При использовании конденсатора, считая входным сигналом - ток i, а выходным - напряжение , получаем:

.

Рисунок 18

Но обычно ставится задача интегрирования входного напряжения, поэтому источник напряжения U преобразуется в генератор тока i путем включения резистора R большой величины. Это приводит к квазиинтегрирующей цепи (см. Рис. 19).

,

,

при будем считать:

.

Рисунок 19

При интегрировании происходит фазовый сдвиг напряжения на . Чтобы обеспечить этот фазовый сдвиг необходимо, чтобы ток в цепи совпадал по фазе с напряжением на входе , когда напряжение на конденсаторе будет сдвинуто на от тока, а, следовательно, и от напряжения на входе. Синфазность напряжения и тока можно обеспечить лишь в случае, когда сопротивление цепи будет иметь активный характер, т. е. .

Таким образом , т. е. .

При интегрировании импульсных сигналов условие интегрирования примет вид:

Для идеальной цепи напряжение на выходе (см. Рис. 20, б) определяется выражением:

Для реальной RС-цепи напряжение на выходе (см. Рис. 20в) определится выражением:

Рис. 15

Если , то т. е. близко к идеальному.

Отличие от идеального интегратора проявляется в том что:

1. Интегрирование правильно только в окрестностях фронта входного импульса при , по мере увеличения t ошибка увеличивается.

2. Реальная RС-цепь не имеет бесконечной «памяти».

3. Чем больше , тем лучше интегрирование и тем меньше амплитуда выходного напряжения.

9. Фиксаторы начального уровня при Uф=0.

Диодный фиксатор начального уровня (Рис. 6).Обеспечивает постоянный начальный уровень каждого выходного импульса. Этот уровень задается напряжением E_{0. (заменить рисунок)}

рис.6

Работа схемы: после включения источника напряжения E₀ конденсатор С быстро заряжается через открытый диод VD и выходное сопротивление R_i с постоянной времени:

₂=C(R_i+r_ПР+r₀),

где r₀ - внутреннее сопротивление источника E₀. Длится этот процесс 3₂. Напряжение на диоде при этом примерно равно нулю. При появлении импульса положительной полярности амплитудой U_m диод VD запирается и импульс передается на выход (Рис. 7) относительно потенциала E₀ с постоянной времени:

₁=C(R+R_i)CR,

и спад вершины импульса - мал.

К моменту окончания импульса напряжение на конденсаторе уменьшается на и будет равно E₀-. Восстанавливает исходный уровень +E₀ конденсатор, заряжаясь через открывшийся диод VD и R_i; t_И3₂=3С(R_i+r_ПР+r₀).

При фиксации начального импульса отрицательных импульсов диод VD включается в обратном направлении.