Импульстік сигналдардың параметрлері
Импульстік сигналдардың сипаттамалары.
Электрлік тізбекте ұзақ әсер ету нәтижесінде тұрақты және синусоидалық ток пайда болады. Бірақ кейбір жағдайларда реактивті элементтерді өшіріп қосумен байланысты орнатылмаған процесстер пайда болады. Электрлік тізбекте бір күйден екінші күйге ауысқанда электромагниттік процестерді ауыспалы деп атайды. Ауыспалы процестер функцияға кері әсер ететін ток көзі өшіріп қосылғанда олардың жұмысының басында немесе соңында пайда болуы мүмкін. Бірақ ерекше жағдайларда бұл процестер керек болып қалады. Мысалы, электрлік импульстерді дифференциалдау немесе интегралдауды жүзеге асырғанда, автоматтық және робототехникалық құрылғыларда кең қолданылады.
Дифференциалдаушы тізбекті қарастырайық. Конденсатордың зарядының тогы ic мен кернеудің өзгеруі Uc арасында тәуелдік пайда болады:
(1)
яғни конденсатор арқылы ток оның көлеміне және кернеудің өзгеру жылдамдығына пропорционал болады.
Жылдам өзгеретін токты бақылау және өлшеу техникалық сипатта қиындықтар туғызады. Сол себепті конденсатормен тізбектей R резисторды қосады. Резистор арқылы өтіп, ток конденсатор арқылы дәл токпен сәйкес келетін оған түсіретін U2=icR түсу кернеуін туғызады. Соңғысын электрондық осцилографпен оңай өлшеуге болады. R және C элементтерін тізбектей қосу үшін келесі теңдеуді құруға болады:
U1=Uc+U2 немесе Uc=U1-U2 (2)
1 теңдеуге Uc мәнін қойып мынаны табуға болады.
(3)
Онда R резистордағы түсу кернеуі, яғни зерттелінетін тізбектің шығыс кернеуін екі жағын R-ге көбейту арқылы анықтауға болады:
. (4)
Шығыс кернеуі (4) теңдеуде анықталатын теңдеудің туындысын көрсетеді. Егер кіріс кернеуі тұрақты жылдамдықпен өзгерсе, яғни du1/dt=const, онда U2=const. Бұл жағдайда du1/dt=const және R, C- тізбегі дәл дифференциалдау операциясын жүзеге асырады.
(5)
мұнда RC=τ уақыт өлшемі және тұрақты уақыт тізбегі деп аталады. du2/dt≠0 шарты бойынша дифференциалдық теңдеу пайда болады, оны τ =RC уақытқа азайту керек, бірақ U2 абсолюттік шамасы да азаяды. τ және iR кіші болған сайын T және Uc -ге қарағанда және дифференциалдау дәлдігі жоғары болады. Дәл осындай процестердің шығысында екі өрісті тікбұрышты сәйкес сигналдар пайда болады. Егер сигналдар тікбұрышты формадағы импульстер және уақыты u>> болса, дифференциалдау нәтижесінде тізбектің шығысында ұштанған әртүрлі өрісті импульстер пайда болады. Импульстер фронтының ұзақтығы қысқа болған сайын – амплитуда жоғары болады. u<<1 шарты орындалса, дифференциалдау теңдеуі және дифференциалданудан қарапайымға өту тізбегі ұлғаяды.
1-сурет. Дифференциалдаушы -тізбек және оның кірісі мен шығысындағы сигналдардың пішіндері.
Интегралдайтын тізбек R және C элементтерден тұрады, бірақ шығыс кернеу резистордан емес конденсатордан шешіледі. Интегралдау операциясын орындау үшін конденсатордың көлемі >>u шарты орындалу үшін үлкен болуы керек. Кернеудің бір сәттегі мәндері үшін былай жазуға болады: u1= iR +u2, бұдан
, (6)
ескере отырып (6) теңдеудегі ток мәнін қойсақ :
(7)
Егер бірінші бөлшек - нақты интегралдау болса, онда екінші бөлімі интегралдау қателігі. Ол аз болған сайын интегралдау тізбегінің тұрақтысы көп болады . Онда былай жазуға болады:
(8)
үлкен мәні болғанда, кернеудің шығыс амплитудасы да азаяды. Егер кіріс кернеуінің формасы тікбұрышты болса және шарты орындалса, онда тізбектен шыққанда уақытпен созылған импульстік процестер пайда болады. =10u шарты орындалса, шығыс сигналдар кірісті қайталайды. шартында қадамдық шығыс кернеу түрін алуға болады.
2-сурет. Интегралдаушы тізбек (а) және импульстық сигналдардың формасы.
|
10
|
№ 10 дәріс. Импульстік құрылғыларды топтау
|
