Гинжийг ялгах - эдгээр нь гаралтын хүчдэл нь оролтын хүчдэлийн деривативтай пропорциональ байдаг хэлхээнүүд юм. Эдгээр хэлхээнүүд нь дохио хувиргах хоёр үндсэн асуудлыг шийддэг: хяналттай цахилгаан эрчим хүчний хувиргагч, триггер, моновибратор болон бусад төхөөрөмжийг өдөөхөд ашигладаг маш богино хугацааны импульс (импульс богиносгох) авах; Компьютерийн технологи, автомат удирдлагын төхөөрөмж гэх мэт ихэвчлэн олддог цахилгаан дохионы хэлбэрээр тодорхойлсон нарийн төвөгтэй функцуудыг ялгах (цаг хугацааны хувьд деривативыг олж авах) математикийн үйлдлийг гүйцэтгэх.

Конденсатив ялгах хэлхээний схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 1. Оролтын хүчдэлийг бүхэл хэлхээнд хэрэглэж, гаралтын хүчдэлийг эсэргүүцэгчээс R. Конденсатороор урсах гүйдэл нь i C = C (dU C / dt) мэдэгдэж буй хамаарлаар түүн дээрх хүчдэлтэй холбоотой байна. . R резистороор ижил гүйдэл урсаж байгааг харгалзан бид гаралтын хүчдэлийг бичнэ

Хэрэв та ГАРСАН бол<< U ВХ, что справедливо, когда падение напряжения на резисторе много меньше напряжения U С, то уравнение можно записать в приближенном виде U ВЫХ . Соотношение U ВЫХ << U ВХ » U C выполняется, если величина сопротивления R много меньше величины реактивного сопротивления конденсатора, т.е. R << 1/wC (для сигнала синусоидальной формы) и R << 1/w в C, где w в – частоты высшей гармоники импульсного сигнала.

t = RC хэмжигдэхүүнийг хэлхээний хугацааны тогтмол гэж нэрлэдэг. Цахилгаан эрчим хүчний хичээлээс бид конденсаторыг экспоненциал хуулийн дагуу резистороор цэнэглэдэг (цэнэглэдэг) гэдгийг бид мэднэ. Тодорхой хугацааны дараа t = t = RC конденсаторыг хэрэглэсэн оролтын хүчдэлийн 63%, t = 2.3 т-ийн дараа - U IN-ийн 90%, 4.6 т-ийн дараа - U IN-ийн 99% хүртэл цэнэглэнэ.

Ялгах хэлхээний оролтод t I үргэлжлэх тэгш өнцөгт импульс хийцгээе (Зураг 1) (Зураг 2, а). t И = 10 t байг. Дараа нь гаралтын дохио нь Зураг дээр үзүүлсэн хэлбэртэй болно. 2, d. Үнэн хэрэгтээ цаг хугацааны эхний мөчид конденсатор дээрх хүчдэл тэг бөгөөд тэр даруй өөрчлөгдөх боломжгүй юм. Тиймээс оролтын хүчдэлийг бүхэлд нь эсэргүүцэл дээр хэрэглэнэ. Дараа нь конденсатор нь экспоненциал буурч байгаа гүйдлээр цэнэглэгддэг. Энэ тохиолдолд конденсатор дээрх хүчдэл нэмэгдэж, резистор дээрх хүчдэл буурч, цаг мөч бүрт U BX = U C + U OUT тэгш байдал хангагдана. Хэсэг хугацааны дараа t ³ 3 т конденсаторыг бараг оролтын хүчдэлд цэнэглэж, цэнэглэх гүйдэл зогсч, гаралтын хүчдэл тэг болно.

Оролтын импульс дуусахад (U BX = 0) конденсатор R резистор болон оролтын хэлхээгээр дамжин цэнэггүй болж эхэлнэ. Цэнэглэх гүйдлийн чиглэл нь цэнэглэх гүйдлийн чиглэлийн эсрэг байдаг тул резистор дээрх хүчдэлийн туйл өөрчлөгддөг. Конденсатор цэнэггүй болоход түүний дээрх хүчдэл буурч, түүнтэй хамт R резистор дээрх хүчдэл буурдаг. Үүний үр дүнд импульс богиносдог (t И > 4¸5 RC). Импульсийн үргэлжлэх хугацаа ба цаг хугацааны тогтмол байдлын бусад харьцааны хувьд импульсийн хэлбэрийн өөрчлөлтийг Зураг дээр үзүүлэв. 2,б,в.

Интеграцийн хэлхээгаралтын хүчдэл нь оролтын хүчдэлийн цаг хугацааны интегралтай пропорциональ байх хэлхээ юм. Интеграцийн хэлхээ (Зураг 3) нь ялгахаас (Зураг 1) ялгаатай бөгөөд гаралтын хүчдэлийг конденсатораас салгаж авдаг. R резистор дээрх хүчдэлтэй харьцуулахад C конденсатор дээрх хүчдэл бага байх үед, i.e. U OUT = U C<< U R , то ток i в цепи пропорционален входному напряжению, которое прикладывается ко всей цепи. Поэтому

Ялгах хэлхээнд (Зураг 11.2, а) импульсийн үргэлжлэх хугацаатай харьцуулахад цагийн тогтмол нь бага байх ёстой. Энэ хэлхээг харьцангуй урт хугацаатай импульсийг эгц ирмэгтэй богино гох импульс болгон хувиргах шаардлагатай тохиолдолд ашигладаг. Уг хэлхээ нь импульсийн эгц ирмэгийг ижил туйлшралд байлгаж, үндсэндээ өндөр дамжуулалтын шүүлтүүрийн үүрэг гүйцэтгэж, импульсийн бага давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сулруулж, импульсийн өндөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дамжуулдаг.

Конденсаторт хүчдэл хэрэглэх үед түүгээр урсах гүйдэл нь конденсаторт хэрэглэсэн хүчдэлийн деривативтай пропорциональ байна. e s:

(11.4)

Цагийн бага тогтмол үед резисторын эсэргүүцэл нь конденсаторын урвалаас хамаагүй их байна. Тиймээс резистор дээрх хүчдэлийн уналттай тэнцүү гаралтын хүчдэлийг ойролцоогоор томъёогоор илэрхийлнэ

(11.5)

Зураг дээр. 11.2,6 ба Вялгах хэлхээний оролт ба гаралтын импульсийн хэлбэрийг тус тус үзүүлэв. Импульсийн үйл ажиллагааны эхний мөчөөс эхлээд түүний бүх хугацаанд хэлхээний оролтод тогтмол хүчдэл хэрэглэнэ. Хэрэв оролтын импульс өгөх үед Ci конденсатор цэнэглэгдээгүй бол эхний мөчид конденсатор, түүнчлэн R1 резистороор дамжин их хэмжээний гүйдэл урсах болно. Тиймээс резистор дээр нэн даруй их хэмжээний хүчдэлийн уналт гарч ирдэг бөгөөд үүнээс болж импульсийн урд хэсэг нь гаралт дээр маш хурдан өсдөг (Зураг 11.2, в). Конденсаторыг цэнэглэх үед түүгээр урсах гүйдэл нь хэлхээний хугацааны тогтмолоос хамаарч хурдаар буурдаг. Цагийн бага тогтмол үед конденсатор хурдан цэнэглэгдэж, хэлхээгээр гүйдэл урсахаа болино. Тиймээс конденсатор бүрэн цэнэглэгдсэн үед резистор дээрх хүчдэл Р 1 тэг түвшинд хүртэл буурдаг. Импульсийн төгсгөлд оролтын хүчдэл тэг болж буурч, конденсатор цэнэггүй болж эхэлдэг. Конденсаторын цэнэгийн гүйдэл нь цэнэгийн гүйдэлтэй харьцуулахад эсрэг чиглэлтэй тул резистороор дамжин өнгөрөх гүйдлийн чиглэл нь цэнэгийн гүйдлийн эсрэг байна. Тиймээс одоо гаралт дээр сөрөг хүчдэлийн өсөлт гарч ирнэ.

Цагаан будаа. 11.2. Ялгах хэлхээ(үүд) ба оролтын импульсийн хэлбэр (б)болон гарах (в) гинж.

Практикт импульсийг ихэвчлэн ялгах хэлхээний оролтод хэрэглэдэг. Хэрэв ялгах хэлхээний оролтод синусоид хэлбэлзэл хийвэл тэдгээрийн хэлбэр өөрчлөгдөхгүй, харин гаралтын хэлбэлзлийн фаз шилжиж, оролтын дохионы давтамжаас хамааран эдгээр хэлбэлзлийн далайц багасна. C 1-ийг резистороор, R 1-ийг индукцаар сольсон тохиолдолд өөр төрлийн ялгах хэлхээг авч болно. Ийм гинжин хэлхээнд ялгах чанарыг тодорхойлох хүчин зүйл нь мөн хугацааны тогтмол юм. Интеграл хэлхээний нэгэн адил индукторын ом эсэргүүцэл нь хэлхээний гүйцэтгэлийг бууруулдаг. Тиймээс ийм гинжийг маш ховор ашигладаг.

Тэд хамтдаа RC хэлхээг үүсгэдэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь конденсатор ба резистороос бүрдэх хэлхээ юм. Энэ бол энгийн ;-)

Таны санаж байгаагаар конденсатор нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрлах хоёр хавтангаас бүрддэг.

Түүний хүчин чадал нь ялтсуудын талбай, тэдгээрийн хоорондох зай, түүнчлэн ялтсуудын хоорондох бодисоос хамаардаг гэдгийг та санаж байгаа байх. Эсвэл хавтгай конденсаторын томъёо:

Хаана

За, гол зүйлдээ орцгооё. Конденсатортой болцгооё. бид түүнтэй юу хийж чадах вэ? Энэ нь зөв, үүнийг цэнэглэ;-) Үүнийг хийхийн тулд тогтмол хүчдэлийн эх үүсвэрийг аваад конденсаторыг цэнэглэж, цэнэглэ.

Үүний үр дүнд манай конденсатор цэнэглэгдэх болно. Нэг хавтан нь эерэг цэнэгтэй, нөгөө хавтан нь сөрөг цэнэгтэй байна.

Бид зайг салгасан ч гэсэн хэсэг хугацаанд конденсатор дээр цэнэгтэй байх болно.

Цэнэг хадгалах нь ялтсуудын хоорондох материалын эсэргүүцэлээс хамаарна. Энэ нь бага байх тусам конденсатор нь цаг хугацааны явцад хурдан цэнэггүй болж, үүсдэг алдагдал гүйдэл. Тиймээс цэнэгийн хадгалалтын хувьд хамгийн муу нь электролитийн конденсаторууд буюу түгээмэл электролитууд юм.

Гэхдээ бид резисторыг конденсатор руу холбовол юу болох вэ?

Хэлхээ хаагдах үед конденсатор цэнэггүй болно.

RC хэлхээний хугацааны тогтмол

Электроникийн талаар бага ч гэсэн мэддэг хүн эдгээр үйл явцыг төгс ойлгодог. Энэ бүхэн эгэл жирийн байдал. Гэхдээ бид зөвхөн хэлхээг хараад конденсаторыг цэнэглэх үйл явцыг ажиглаж чадахгүй байгаа явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд бидэнд дохио бичих функц хэрэгтэй. Аз болоход, миний ширээний компьютер дээр энэ төхөөрөмжийг байрлуулах газар аль хэдийн байна:

Тиймээс, үйл ажиллагааны төлөвлөгөө нь ийм байх болно: бид конденсаторыг тэжээлийн эх үүсвэрээр цэнэглэж, дараа нь резистороор цэнэглэж, конденсатор хэрхэн цэнэггүй болсон тухай осциллограммыг харна. Ямар ч электроникийн сурах бичгээс олж болох сонгодог хэлхээг угсарцгаая.

Энэ мөчид бид конденсаторыг цэнэглэдэг

дараа нь бид унтраалга S-ийг өөр байрлалд шилжүүлж, конденсаторыг осциллограф дээр цэнэггүй болгох үйл явцыг ажиглаж, конденсаторыг цэнэггүй болгоно.

Энэ бүхэн ойлгомжтой гэж би бодож байна. За, угсарч эхэлцгээе.

Бид талхны хавтанг аваад хэлхээг угсарна. Би 100 мкФ багтаамжтай конденсатор, 1 КилоОм резистор авсан.

S шилжүүлэгчийн оронд би шар утсыг гараар шидэх болно.

За, тэгээд л бид осциллографын датчикийг резистор руу холбоно

мөн конденсатор хэрхэн цэнэггүй болсон тухай осциллограммыг үзээрэй.

RC хэлхээний талаар анх удаа уншиж байгаа хүмүүс бага зэрэг гайхсан байх гэж бодож байна. Логикийн хувьд ялгадас нь шулуун шугамаар үргэлжлэх ёстой, гэхдээ энд бид асуудалтай байгааг харж байна. ялгадас гэж нэрлэгддэг дагуу тохиолддог экспоненциал . Би алгебр, математикийн анализд дургүй болохоор янз бүрийн математик тооцоолол өгөхгүй. Дашрамд хэлэхэд экспонент гэж юу вэ? Экспоненциал гэдэг нь “e-ийн х-ийн зэрэгтэй” функцийн график юм. Товчхондоо бүгд л сургуульд явсан, чи сайн мэднэ ;-)

Шилжүүлэгчийг хаах үед бид RC хэлхээтэй тул ийм параметртэй байна RC хэлхээний хугацааны тогтмол. RC хэлхээний цагийн тогтмолыг t үсгээр, бусад ном зохиолд том үсгээр тэмдэглэсэн байдаг.Ойлгоход хялбар болгохын тулд RC хэлхээний цагийн тогтмолыг Т том үсгээр тэмдэглэе.

Тиймээс, RC хэлхээний цаг хугацааны тогтмол нь эсэргүүцэл ба багтаамжийн үзүүлэлтүүдийн үржвэртэй тэнцүү бөгөөд секундээр эсвэл дараах томъёогоор илэрхийлэгддэг гэдгийг санах нь зүйтэй гэж би бодож байна.

T=RC

Хаана Т– цагийн тогтмол, секунд

Р- эсэргүүцэл, Ом

ХАМТ- багтаамж, Фарад

Бидний хэлхээний цаг хугацааны тогтмол нь хэд болохыг тооцоолъё. Би 100 мкФ багтаамжтай конденсатор, 1 кОм эсэргүүцэлтэй тул цаг хугацааны тогтмол нь T = 100 x 10 -6 x 1 x 10 3 = 100 x 10 -3 = 100 миллисекунд байна.

Нүдээрээ тоолох дуртай хүмүүсийн хувьд та дохионы далайцын 37% -ийн түвшинг зурж, дараа нь цаг хугацааны тэнхлэгт ойртуулж болно. Энэ нь RC хэлхээний цагийн тогтмол байх болно. Таны харж байгаагаар нэг квадратын талыг хуваахад 50 миллисекунд зарцуулдаг тул бидний алгебрийн тооцоо геометрийн тооцоололтой бараг бүрэн тохирч байна.

Хамгийн тохиромжтой нь конденсатор дээр хүчдэл өгөх үед шууд цэнэглэгддэг. Гэвч бодит байдал дээр хөлний зарим эсэргүүцэл байсаар байгаа ч цэнэг нь бараг тэр даруй тохиолддог гэж бид үзэж болно. Гэхдээ конденсаторыг резистороор цэнэглэвэл яах вэ? Өмнөх схемийг задалж, шинээр хоол хийцгээе.

анхны байрлал

S товчлуурыг хаамагц манай конденсатор тэгээс 10 вольт хүртэл, өөрөөр хэлбэл тэжээлийн хангамж дээр тогтоосон утга хүртэл цэнэглэж эхэлдэг.

Бид конденсатораас авсан осциллограммыг ажиглаж байна

Бид конденсаторыг резистор руу цэнэглэсэн өмнөх осциллограммтай ижил төстэй зүйлийг та харсан уу? Тиймээ зөв. Цэнэг нь мөн экспоненциалаар үргэлжилдэг ;-). Манай радиогийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ижил байдаг тул цаг хугацааны тогтмол хэмжээ нь мөн адил байна. Графикаар үүнийг дохионы далайцын 63% гэж тооцдог

Таны харж байгаагаар бид ижил 100 миллисекунд авсан.

RC хэлхээний тогтмол хугацааны томъёог ашиглан эсэргүүцэл ба конденсаторын утгыг өөрчлөх нь цаг хугацааны тогтмолыг өөрчлөхөд хүргэдэг гэдгийг таахад хялбар байдаг. Тиймээс багтаамж ба эсэргүүцэл бага байх тусам цаг хугацааны тогтмол богино байна. Үүний үр дүнд цэнэглэх эсвэл цэнэглэх нь илүү хурдан явагдах болно.

Жишээлбэл, конденсаторын багтаамжийн утгыг доош нь өөрчилье. Тиймээс бид 100 мкФ нэрлэсэн утгатай конденсатортай байсан бөгөөд бид 10 мкФ тавьж, ижил нэрлэсэн утгатай 1 кОм резистор үлдээнэ. Цэнэг ба цэнэгийн графикийг дахин харцгаая.

Манай 10 μF конденсатор ингэж цэнэглэгддэг

Тэгээд энэ нь ингэж гадагшилдаг

Таны харж байгаагаар хэлхээний тогтмол хугацаа мэдэгдэхүйц буурсан байна. Миний тооцооллоос харахад T=10 x 10 -6 x 1000 = 10 x 10 -3 = 10 миллисекундтэй тэнцүү болсон. График-аналитик аргаар шалгая, энэ үнэн үү?

Бид цэнэгийн буюу цэнэгийн график дээр шулуун шугамыг зохих түвшинд барьж, цаг хугацааны тэнхлэгт ойртуулна. Энэ нь цэнэгийн график дээр илүү хялбар байх болно ;-)

Цагийн тэнхлэгийн дагуух дөрвөлжингийн нэг тал нь 10 миллисекунд (ажлын талбарын яг доор M:10 ms гэж бичсэн байдаг) тул бидний цаг хугацааны тогтмол нь 10 миллисекунд гэдгийг тооцоолоход хялбар байдаг. Бүх зүйл энгийн бөгөөд энгийн байдаг.

Эсэргүүцлийн талаар ижил зүйлийг хэлж болно. Би багтаамжийг ижилхэн, өөрөөр хэлбэл 10 мкФ үлдээж, резисторыг 1 кОм-оос 10 кОм болгон өөрчилдөг. Юу болсныг харцгаая:

Тооцооллын дагуу цагийн тогтмол нь T=10 x 10 -6 x 10 x 10 3 = 10 x 10 -2 = 0.1 секунд буюу 100 миллисекунд байх ёстой. Үүнийг график болон аналитик байдлаар харцгаая.

100 миллисекунд ;-)

Дүгнэлт: конденсатор ба резисторын утга өндөр байх тусам цаг хугацааны тогтмол, эсрэгээр эдгээр радио элементүүдийн утга бага байх тусам цаг хугацааны тогтмол бага байна. Энэ бол энгийн ;-)

За, энэ бүхэн ойлгомжтой гэж би бодож байна. Гэхдээ конденсаторыг цэнэглэх, цэнэглэх энэ зарчмыг хаана хэрэглэж болох вэ? Хэрэглэгдэх зүйл нь олдсон бололтой...

Интеграцийн хэлхээ

Үнэндээ схем өөрөө:

Хэрэв бид өөр өөр давтамжтай тэгш өнцөгт дохио өгвөл юу болох вэ? Хятадын функц үүсгэгч ажиллаж байна:

Бид үүн дээрх давтамжийг 1 Герц, 5 вольтын дүүжин болгож тохируулсан

Шар осциллограмм нь X1, X2 терминалууд дээрх интеграцчлалын хэлхээний оролт руу тэжээгддэг функц үүсгэгчийн дохио бөгөөд гаралтаас бид улаан осциллограммыг, өөрөөр хэлбэл X3, X4 терминалуудаас салгана.

Таны анзаарсанчлан конденсатор бараг бүрэн цэнэглэгдэх, цэнэггүй болгох цагтай байдаг.

Гэхдээ бид давтамж нэмбэл юу болох вэ? Би генератор дээрх давтамжийг 10 Герц болгож тохируулсан. Бид юу авснаа харцгаая:

Шинэ тэгш өнцөгт импульс ирэхээс өмнө конденсаторыг цэнэглэж, цэнэглэх цаг байхгүй. Бидний харж байгаагаар гаралтын дохионы далайц нь тэг болж багассан гэж хэлж болно.

100 Герцийн дохио нь нарийн долгионоос бусад тохиолдолд дохионы юу ч үлдээгээгүй

Гаралт дээрх 1 килогерц дохио нь юу ч үүсгэдэггүй ...

Одоо ч гэсэн! Ийм давтамжтайгаар конденсаторыг цэнэглээд үзээрэй :-)

Бусад дохионуудад мөн адил хамаарна: синусоид ба гурвалжин. хаа сайгүй гаралтын дохио нь 1 килогерц ба түүнээс дээш давтамжтайгаар бараг тэг байна.

"Интеграцын хэлхээ үүнийг хийж чадах бүх зүйл мөн үү?" - Та асуух. Мэдээж үгүй! Энэ дөнгөж эхлэл байсан.

Үүнийг ойлгоцгооё... Яагаад давтамж нэмэгдэх тусам бидний дохио тэг рүү ойртож эхэлсэн ба дараа нь бүрмөсөн алга болсон бэ?

Тиймээс, нэгдүгээрт, бид энэ хэлхээг хүчдэл хуваагч болгон авдаг, хоёрдугаарт, конденсатор нь давтамжаас хамааралтай радио элемент юм. Түүний эсэргүүцэл нь давтамжаас хамаарна. Та энэ талаар шууд ба ээлжит гүйдлийн хэлхээний конденсаторын нийтлэлээс уншиж болно. Үүний үр дүнд, хэрэв бид шууд гүйдлийг оролтод нийлүүлсэн бол (шууд гүйдэл нь 0 Герц давтамжтай) гаралт дээр бид оролт руу оруулсан ижил утгатай ижил шууд гүйдлийг хүлээн авах болно. Энэ тохиолдолд конденсатор нь хамаагүй. Энэ нөхцөлд түүний хийж чадах зүйл бол тэнэглэлээр экспоненциал цэнэглэх, тэгээд л болоо. Энэ нь шууд гүйдлийн хэлхээнд түүний хувь заяа дуусч, шууд гүйдлийн диэлектрик болдог.

Гэхдээ хэлхээнд хувьсах гүйдлийн дохио өгөхөд конденсатор ажиллаж эхэлдэг. Энд түүний эсэргүүцэл аль хэдийн давтамжаас хамаарна. Энэ нь том байх тусам конденсаторын эсэргүүцэл бага байх болно. Конденсаторын эсэргүүцлийн давтамжийн томъёо:

Хаана

X Cконденсаторын эсэргүүцэл, Ом

П– тогтмол ба ойролцоогоор 3.14-тэй тэнцүү

Ф- давтамж, Герц

ХАМТ– конденсаторын багтаамж, Фарад

Тэгэхээр үр дүн нь юу вэ? Юу болох нь давтамж ихсэх тусам конденсаторын эсэргүүцэл бага байх болно. Тэг давтамжтай үед конденсаторын эсэргүүцэл нь хязгааргүйтэй тэнцүү болно (томьёонд 0 Герц давтамжийг оруулна уу). Мөн бид хүчдэл хуваагчтай тул

тиймээс бага эсэргүүцэл дээр бага хүчдэл унадаг. Давтамж нэмэгдэхийн хэрээр конденсаторын эсэргүүцэл эрс багасч, түүн дээрх хүчдэлийн уналт бараг 0 вольт болж, осциллограмм дээр ажиглагдсан.

Гэхдээ сайн зүйл үүгээр дуусдаггүй.

Тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэгтэй дохио гэж юу болохыг санацгаая. Энэ нь ээлжит дохио ба тогтмол хүчдэлийн нийлбэрээс өөр зүйл биш юм. Доорх зургийг харвал бүх зүйл танд ойлгомжтой болно.

Өөрөөр хэлбэл, бидний хувьд энэ дохио нь (доорх зурган дээрх) тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг, өөрөөр хэлбэл тогтмол хүчдэл агуулдаг гэж хэлж болно.

Тогтмол бүрэлдэхүүн хэсгийг энэ дохионоос тусгаарлахын тулд бид үүнийг интеграцын хэлхээгээр дамжуулахад л хангалттай. Энэ бүгдийг жишээгээр авч үзье. Функциональ үүсгүүрээ ашиглан бид синусоидыг "шалнаас дээш" өргөх болно, өөрөөр хэлбэл бид үүнийг дараах байдлаар хийнэ.

Тиймээс бүх зүйл ердийнх шиг, шар нь хэлхээний оролтын дохио, улаан нь гаралтын дохио юм. Энгийн хоёр туйлт синусын долгион нь RC интеграцчлалын хэлхээний гаралтад 0 вольт өгдөг.

Тэг дохионы түвшин хаана байгааг ойлгохын тулд би тэдгээрийг квадратаар тэмдэглэв.

Одоо би синус долгионд тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг, эс тэгвээс тогтмол хүчдэл нэмье, учир нь функц үүсгэгч надад үүнийг хийх боломжийг олгодог.

Таны харж байгаагаар би синусыг "шалнаас дээш" өргөхөд би хэлхээний гаралт дээр 5 вольтын тогтмол хүчдэлийг хүлээн авсан. Би функц үүсгэгч дэх дохиог 5 вольтоор өсгөсөн ;-). Уг хэлхээ нь синусоид өргөгдсөн дохионоос тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийг асуудалгүйгээр гаргаж авсан. Гайхамшиг!

Гэхдээ бид яагаад хэлхээг интеграл гэж нэрлэдгийг хараахан олж чадаагүй байна уу? Сургуульд 8-9-р ангидаа сайн сурсан хэн бүхэн интегралын геометрийн утгыг санаж байгаа байх - энэ нь муруйн доорх талбайгаас өөр зүйл биш юм.

Хоёр хэмжээст хавтгайд нэг аяга мөсийг харцгаая.

Бүх мөс хайлж ус болон хувирвал юу болох вэ? Зөв, ус нь савыг нэг хавтгайд жигд бүрхэнэ:

Гэхдээ энэ усны түвшин ямар байх вэ? Энэ нь зөв - дундаж. Энэ бол эдгээр мөсөн шоо цамхгуудын дундаж үзүүлэлт юм. Тиймээс, нэгтгэх гинж нь ижил зүйлийг хийдэг! Тэнэг нь дохионы утгыг нэг тогтмол түвшинд дундажлана! Талбайг нэг тогтмол түвшинд дундажлана гэж хэлж болно.

Гэхдээ хамгийн сайн туршлага нь бид оролтод тэгш өнцөгт дохио өгөх үед ирдэг. Үүнийг л хийцгээе. RC интеграцын хэлхээнд эерэг квадрат долгионыг хэрэглэцгээе.

Таны харж байгаагаар меандрын тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг нь далайцын талтай тэнцүү байна. Хэрэв та мөсөн шоо бүхий аяга төсөөлж байсан бол та үүнийг аль хэдийн таасан байх гэж бодож байна). Эсвэл зүгээр л импульс бүрийн талбайг тооцоолж, oscillogram дээр жигд тарааж, gov шиг ... талхны цөцгийн тос шиг ;-)

За, одоо хөгжилтэй хэсэг ирлээ. Одоо би тэгш өнцөгт дохионы үүргийн циклийг өөрчлөх болно, учир нь үүргийн мөчлөг нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа ба импульсийн харьцаанаас өөр зүйл биш тул бид импульсийн үргэлжлэх хугацааг өөрчлөх болно.

Импульсийн үргэлжлэх хугацааг багасгах

Би импульсийн үргэлжлэх хугацааг нэмэгдүүлдэг

Хэрэв хэн ч хараахан юу ч анзаараагүй бол улаан осциллограммын түвшинг харвал бүх зүйл тодорхой болно. Дүгнэлт: Ажлын мөчлөгийг хянах замаар бид тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийн түвшинг өөрчилж болно. Энэ бол PWM (импульсийн өргөн модуляц)-ийн цаадах зарчим юм. Хэзээ нэгэн цагт бид энэ тухай тусдаа өгүүллээр ярих болно.

Ялгах гинж

Математикаас гаралтай өөр нэг бохир үг бол ялгах. Зөвхөн тэдний дуудлагаас болж толгой тэр даруй өвдөж эхэлдэг. Гэхдээ хаашаа явах вэ? Электроник, математик бол салшгүй найзууд.

Энд дифференциал гинж өөрөө байна

Хэлхээнд бид зөвхөн резистор ба конденсаторыг өөр газар сольсон

За, одоо бид интеграцчлалын схемтэй адил бүх туршилтыг хийх болно. Эхлэхийн тулд бид дифференциал хэлхээний оролтод 1.5 Герц давтамжтай, 5 вольтын савлуур бүхий нам давтамжийн хоёр туйлт квадрат долгионыг ашигладаг. Шар дохио нь давтамж үүсгэгчийн дохио, улаан дохио нь дифференциал гинжин хэлхээний гаралт юм.

Таны харж байгаагаар конденсатор нь бараг бүрэн цэнэггүй болсон тул бид ийм сайхан осциллограмм авсан.

Давтамжийг 10 Герц хүртэл нэмэгдүүлье

Таны харж байгаагаар конденсатор нь шинэ импульс ирэхээс өмнө цэнэглэх цаг байхгүй.

100 Герц дохио нь цэнэгийн муруйг бүр ч мэдэгдэхүйц болгов.

За, давтамжийг 1 килогерц дээр нэмье

Аль нь оролтод байна, гаралт дээр нь ижил байна;-) Ийм давтамжтай үед конденсатор нь цэнэггүй болох цаг огт гардаггүй тул гаралтын импульсийн үзүүрүүд жигд, жигд байдаг.

Гэхдээ сайн зүйл үүгээр дуусдаггүй.

Оролтын дохиог "далайн түвшнээс" дээш өргөхийг зөвшөөрнө үү, өөрөөр хэлбэл би үүнийг эерэг хэсэгт бүрэн хүргэх болно. Гаралт дээр юу болохыг харцгаая (улаан дохио)

Хөөх, улаан дохио нь хэлбэр, байрлалаараа ижил хэвээр байна, хараарай - энэ нь бидний функц үүсгэгчээс өгсөн шар дохио шиг тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэггүй байна.

Би сөрөг муж руу шар дохиог гаргаж чадна, гэхдээ гаралт дээр бид дохионы хувьсах бүрэлдэхүүн хэсгийг ямар ч төвөггүйгээр авах болно.

Ерөнхийдөө дохио нь жижиг сөрөг тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэгтэй байсан ч бид гаралт дээр хувьсах бүрэлдэхүүнийг авах болно.

Бусад дохионд мөн адил хамаарна:

Туршилтын үр дүнд дифференциал хэлхээний гол үүрэг нь хувьсах болон тогтмол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан дохионоос хувьсах бүрэлдэхүүн хэсгийг салгах явдал гэдгийг бид харж байна. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь хувьсах гүйдэл ба тогтмол гүйдлийн нийлбэрээс бүрдэх дохионоос хувьсах гүйдлийг салгах явдал юм.

Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Үүнийг олж мэдье. Бидний дифференциал хэлхээг авч үзье.

Хэрэв бид энэ хэлхээг сайтар ажиглавал интегралын хэлхээнд байгаа хүчдэл хуваагчийг харж болно. Конденсатор нь давтамжаас хамааралтай радио элемент юм. Тиймээс, хэрэв бид 0 Герц (шууд гүйдэл) давтамжтай дохио өгөх юм бол бидний конденсатор тэнэг цэнэглэгдэж, дараа нь өөрөө гүйдэл дамжуулахаа бүрэн зогсооно. Гинж тасрах болно. Гэхдээ хэрэв бид хувьсах гүйдлийг нийлүүлэх юм бол энэ нь конденсатороор дамжиж эхэлнэ. Давтамж өндөр байх тусам конденсаторын эсэргүүцэл бага байх болно. Үүний үр дүнд бид дохиог устгаж байгаа резистор дээр бүхэл бүтэн ээлжлэн дохио унах болно.

Гэхдээ хэрэв бид холимог дохиог, өөрөөр хэлбэл ээлжит гүйдэл + шууд гүйдлийг нийлүүлбэл гаралт дээр бид зүгээр л хувьсах гүйдлийг авах болно. Үүнийг бид туршлагаасаа аль хэдийн харсан. Яагаад ийм болсон бэ? Тийм ээ, учир нь конденсатор нь шууд гүйдэл өөрөө дамжин өнгөрөхийг зөвшөөрдөггүй!

Дүгнэлт

Интеграцын хэлхээг нам дамжуулалтын шүүлтүүр (LPF) гэж нэрлэдэг бөгөөд ялгах хэлхээг мөн өндөр дамжуулалтын шүүлтүүр (HPF) гэж нэрлэдэг. Шүүлтүүрийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээлэл. Тэдгээрийг илүү нарийвчлалтай болгохын тулд та шаардлагатай давтамжийн тооцоог хийх хэрэгтэй. Шууд бүрэлдэхүүн хэсэг (PWM), ээлжлэн бүрэлдэхүүн хэсэг (өсгөгчийн үе хоорондын холболт), дохионы урд хэсгийг тусгаарлах, саатал гаргах гэх мэт шаардлагатай бүх газарт RC хэлхээг ашигладаг. Та электроникийн талаар гүнзгий судлах тусам тэдэнтэй тулгарах.

Ялгах хэлхээ нь гаралтын дохио нь оролтын дохионы деривативтай пропорциональ байдаг хэлхээ юм.

Сигнал нь мэдээлэл дамжуулах физик хэмжигдэхүүн юм. Доор бид импульсийн хүчдэлийн дохиог авч үзэх болно - хүчдэлийн импульс.

Бодит ялгах хэлхээний диаграммыг Зураг 13-33 a, 13-33 b-д үзүүлэв.

Пропорциональ коэффициент M нь хэлхээний хугацааны тогтмолыг илэрхийлнэ .

RC хэлхээний хувьд =RC, chainRL-д зориулагдсан =L/R.

Зураг 13-33. Ялгах хэлхээний схем.

RC хэлхээг ялгах. (бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр)

Энэ хэлхээ нь мөн дөрвөн терминалын сүлжээ юм. Ялгах RC хэлхээнд дохиог R резистороос салгадаг, өөрөөр хэлбэл,
(Зураг 13-33 а-г үзнэ үү). Ялгах (оролтын) дохио нь тэгш өнцөгт хэлбэртэй байна (доорх Зураг 13-33a-г үзнэ үү).

Ийм дохионы (хүчдэлийн импульс) ялгах RC хэлхээнд үзүүлэх нөлөөг авч үзье.

Зураг 13-34. Ялгаатай дохио (a) ба ялгах RC хэлхээний гаралт дээрх дохио (b),

Яг одоо (хэлхээг асаах) гаралтын хүчдэл
. Энэ нь эргэлтийн хоёр дахь хуулийн дагуу хэлхээг асаах үед конденсатор дээрх хүчдэл нь хувиргахаас өмнөх утгыг, өөрөөр хэлбэл 0-тэй тэнцүү хэвээр байгаа тул хүчдэл бүхэлдээ байх болно. R резистор дээр хэрэглэсэн (
).

Дараа нь
экспоненциалаар буурах болно

(13.29)

Хэрэв
, оролтын импульсийн үйл ажиллагааны үед (
) конденсатор бараг бүрэн цэнэглэгдэх бөгөөд одоогоор импульс дуусах үед
0, конденсаторын хүчдэл тэнцүү болно (Зураг 13-34 б тасархай шугамаар харуулсан) ба резистор дээрх хүчдэл R 0 хүртэл буурах болно. Одоо хэлхээ нь оролтын хүчдэлээс салгагдсан тул (
=0,
), конденсатор цэнэггүй болж, хэсэг хугацааны дараа эхэлнэ
түүн дээрх хүчдэл 0-тэй тэнцүү болно.. мөчөөс эхлэн хэлхээнд гүйдэл чиглэл өөрчлөгдөх ба одоогийн R резистор дээрх хүчдэл үсрэлт тэнцүү болно
ба экспоненциалаар буурч эхэлнэ
, мөн хэсэг хугацааны дараа
0-тэй тэнцүү болно.

Тиймээс хэлхээний гаралт дээр эерэг ба сөрөг туйлшралын хоёр үзүүртэй импульс үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн талбайнууд нь тэнцүү ба далайц нь тэнцүү байна.
.

Хэрэв
гаралтын импульсийн хэлбэр
Зураг дээрхээс өөр дүр төрхтэй байх болно.

Хоёр онцгой тохиолдлыг авч үзье:
Тэгээд
(13-35 b ба 13-35 в-г үзнэ үү)

Зураг 13-35. хоорондын харьцаанаас хамааран ялгах хэлхээний гаралт дахь импульсийн хэлбэрийг өөрчлөх Тэгээд .

А.
(13-35 b-г үзнэ үү)

Энэ тохиолдолд импульсийн үргэлжлэх хугацаанд конденсаторыг импульс дуусахаас өмнө бүрэн цэнэглэж чаддаг. Асаах үед тэгш өнцөгт импульсийн далайцтай тэнцүү эерэг туйлшралын хүчдэлийн үсрэлт резистор дээр гарч ирнэ. , дараа нь хүчдэл огцом буурч, конденсатор цэнэглэгдэх үед импульсийн төгсгөл хүртэл тэг хүртэл буурдаг. Судасны төгсгөлд (одоогоор ) конденсатор цэнэггүй болж, оролтын резистор R-ээр гүйдэл дамжсаны улмаас сөрөг далайцын туйлшралын импульс үүсдэг - . Энэ импульсийн талбай нь эерэг импульсийн талбайтай тэнцүү байх болно. Ийм гинжийг ялгах богиносгогч гинж гэж нэрлэдэг.

Б.
(Зураг 13-35-ыг үзнэ үү).

Учир нь конденсаторыг цэнэглэх хугацаа ойролцоогоор тэнцүү байна
, конденсатор дараа нь ямар ч эрт цэнэглэх цаг байх болно
. Тиймээс резистор дээрх хүчдэл
, одоогийн байдлаар тэнцүү байна , экспоненциалаар буурч, тэгтэй тэнцүү болно
. Тиймээс цаг тухайд нь
импульс
эсэргүүцэлд R нь бараг гажуудаагүй бөгөөд оролтын импульсийн хэлбэрийг давтана.

Ийм хэлхээг өсгөгчийн үе шатуудын хоорондох шилжилтийн хэлхээ болгон ашигладаг бөгөөд өмнөх шатны транзисторын коллектороос дараагийн үе хүртэлх тогтмол хүчдэлийн бүрэлдэхүүн хэсгийн нөлөөллийг арилгах зорилготой юм.

Томъёо болон 13-34 ба 13-35-р зургуудаас бид гаралтын импульсийн далайц өөр өөр харьцаатай байна гэж дүгнэж болно. Тэгээд өөрчлөгдөөгүй, тэнцүү хэвээр байна , тэдгээрийн үргэлжлэх хугацаа багасна буурдаг. Ялгаварлах нарийвчлал нь өндөр байх тусам бага байх болно тай харьцуулахад .

Үйл ажиллагааны өсгөгчийг ашиглан хамгийн зөв ялгааг гаргаж болно.

Зураг дээр үзүүлсэн ялгаатай RC хэлхээний давтамжийн хариу урвалыг авч үзье. 13-35а.

Цагаан будаа. 13-35 а. RC хэлхээний ялгах хэлхээний давтамжийн хариу үйлдэл.

Ялгах RC хэлхээний давтамж дамжуулах коэффициент нь дараахтай тэнцүү байна.

Хэрэв бид тэнцүүлэх юм бол
1/
, дараа нь бид ялгах RC хэлхээний зурвасын өргөний доод хязгаарыг олж авна
.

График 2-35a-аас харахад ялгах RC хэлхээний зурвасын өргөн нь зөвхөн бага давтамжтай үед хязгаарлагддаг.

Ялгах хэлхээ нь гаралтын хүчдэл нь оролтын хүчдэлийн анхны деривативтай пропорциональ хэлхээ юм.

Цагаан будаа. 3.7.1. Ялгах хэлхээний диаграм

Ялгах хэлхээ (Зураг 3.7.1) нь резистороос бүрдэнэ Рба конденсатор ХАМТ, параметрүүд нь идэвхтэй эсэргүүцэл нь багтаамжийн урвалаас олон дахин бага байхаар сонгогддог.

Хэлхээний оролт ба гаралтын хүчдэл нь дараахь хамаарлаар холбогдоно.

у-д = угарч + у C;

угарч = би· Р

у C = u-д угарч = у-д iR;

Хэрэв үнэ цэнэ би Р-аас хамаагүй бага удараа нь у≈ дотор у C.

Утга τ = R.C.дуудсан ялгах гинжин хэлхээний цагийн тогтмол.

Оролтын импульсийн үргэлжлэх хугацаатай харьцуулахад хугацааны тогтмол нь богино байх тусам ялгах нарийвчлал өндөр болно.

Хэрэв ялгах хэлхээний оролтод синусоид хүчдэл хэрэглэвэл гаралтын хүчдэл нь мөн синусоид байх боловч оролтын хүчдэлтэй харьцуулахад фазаар шилжиж, далайц нь оролтын хүчнээс бага байх болно. Тиймээс шугаман систем болох ялгах хэлхээ нь түүнд өгөгдсөн хүчдэлийн спектрийн найрлагыг өөрчилдөггүй.

Мэдэгдэж байгаагаар хязгааргүй тооны синусоид бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх тэгш өнцөгт импульсийг ялгах хэлхээний оролтод оруулах нь эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн далайц ба фазыг өөрчилдөг бөгөөд энэ нь гаралтын хүчдэлийн хэлбэрийг өөрчлөхөд хүргэдэг. оролтын хэлбэр.

Ялгах хэлхээний оролтод тэгш өнцөгт импульс өгөхөд конденсатор цэнэглэгдэж эхэлнэ. ХАМТэсэргүүцэлээр дамжуулан Р.

Цагийн эхний мөчид конденсатор дээрх хүчдэл тэг байх тул гаралтын хүчдэл нь оролтын хүчдэлтэй тэнцүү байна. Конденсатор цэнэглэгдэх үед түүний дээрх хүчдэл нь экспоненциал хуулийн дагуу нэмэгдэж эхэлдэг.

у c = уоролт · (1 – д– t/τ);

хаана τ = R.C.- хэлхээний хугацааны тогтмол.

Ялгах хэлхээний гаралтын хүчдэл:

угарч = у-д у c = у-д уоролт · (1 – д– t / τ) = уонд · д– t / τ);

Тиймээс конденсаторыг цэнэглэх үед хэлхээний гаралтын хүчдэл экспоненциалаар буурдаг. Конденсатор бүрэн цэнэглэгдсэн үед ялгах хэлхээний гаралтын хүчдэл тэг болно.

Тэгш өнцөгт импульсийн төгсгөлд хэлхээний оролтын хүчдэл гэнэт тэг болж буурна. Энэ үед конденсатор бүрэн цэнэглэгдсэн хэвээр байгаа тул эсэргүүцэлээр дамжин цэнэггүй болох нь энэ мөчөөс эхэлнэ Р. Конденсаторын цэнэгийн эхэн үед хэлхээний гаралтын хүчдэл нь конденсатор дээрх хүчдэлтэй ойролцоогоор тэнцүү байна, гэхдээ цэнэгийн гүйдлийн чиглэл нь цэнэгийн гүйдлийн эсрэг байдаг тул эсрэг тэмдэгтэй байна. Конденсатор цэнэггүй болоход хэлхээний гаралтын хүчдэл экспоненциалаар буурдаг.