11.4 Ω қанша үлкен, к коэффициент күшейткіші соншалықты үлкендігі шексіздікке ұмтылатыны көрінеді, сондықтан бұндай сұлба жоғарыжиілікті шуда сезімтал.

Дифференцирлайтын түрлендіруші практикалық сұлбада ереже бойынша кіріс конденсаторымен үлкен емес кедергілі резистор тізбектей қосылады (Сурет 11.3-те R1). Бұл резистор біріншіден, шығыста жоғары жиілікті шуды азайтады (идеальды дифференцирлеу үшін кіріс сигналының жиілігіне түрлендірушінің есебіндегі күшейткіш коэффиценті пропорциональ, сондықтан кіріс шуының жоғары жиілігі үшін күшейткіші төменгі жиілікті үшін үлкен). Екіншіден, бұл резистор жоғары жиілікті автотербелудә болдырмауға мүмкіндік туғызады (дифференциялалдайтын түрлендіруші кері байланыстың тізбегіне фазалық қозғалыс, тұрақтылықты төмендетуден тұрады). Үшіншіден, резистор R1 кіріс кернеуінің тез өзгеруі үшін, ОК кіріс кернеуі жылдамдық арасындағы шектеушітіктен тиісті үлгімен өзгертуге үлгермеген кезде шектеуші үшін ОК инвертирлейтін кірісінде кернеу мен тоқты шектейді,

Сурет 11.2 Қарапайым дифференциатор

Негізгі жағдайда дифференциатор үшін ОК таңдауда оның тез әсер еткіші қажет: шығыс кернеуіде жоғары максимальды жылдамдықта өсетін ОК таңдау және жоғары шектегі жиілікте күшейткіш коэффициенті жоғарғы мәнмен туындауы қажет (яғни күшейткіштің үлкен аумағы). Бұлардың біреуі резистор R1 қолдану қажеттілігін болдырмайды. (Сурет 11.3).

Белсенді сүзгілер. Сүзгі – бұл сұлба, жиіліктің белгіленген жолында сигналды өткізуші ретінде және бұл жолдағы шама үшін сигналды басу. Сүзгі тізбегі белсенді және белсенсіз болуы мүмкін. Белсенсіз сүзгі тек резисторлар, индуктивті катушкалар және конденсаторда болады. Белсенді сүзгі күшейтілген элементтерде болады – негізінде бұл ОК. Егер сүзгіде бір реактивті элементтен болса, (сыйымдылық немесе индуктивтілік), онда бұндай сүзгі бірінші ретті сүзгі деп аталады, егер еку–онда екінші ретті, және т.с.с.

Сүзгінің төрт түрі болады: жоғары және төменгі жиілікті сүзгі, тілінген және бөгеуші сүзгі.

Төменгі жиілікті сүзгімен (ТЖС) тек төменгі жиіліктегі жүктемені өткізуші сүзгіні айтады: = 0-тан жиілік кесіндісіне дейін ( ). Басылғанан кейін -тан дейінгі аралық табылады (сурет 11.4).

С урет 11.4 Логарифмдік амплитудалық-жиіліктің ТЖС сыйпаттамасы (ЛАЖС)

Сурет 11.5 ЛАЖС ТЖС

Жоғары жиілікті сүзгі тек жоғары жиілікті жүктемені өткізуші: -ден дейін. Өшуден кейін 0-ден дейінгі аралығы табылады (сурет 11.5).

Тілінген сүзгі (ТС) тек жіңішке жолақты жиілікті жүктемені өткізеді -ден дейін. -ден солға және -ден онға өшу жолағы табылады. (сурет 11.6).

Сурет 11.6 ЛАЖС ТС

Сурет 11.7 ЛАЖС БС

Бөгеуші сүзгі (БС) екі бөлікті өшу жолағында бөлінген өшкін жолақты сүзгі. -ден солға және -ден оңға өшкін жолағының екі бөлігі табылады. (сурет 11.7).

Жиілік диапазоны сигнал сүзгі арқылы өтетін, өткізу жолағы атымен белгіліні айтады. Сүзгі арқылы өтетін сигнал әлсізденетін жиілік кедергі жолағын білдіреді. Жиілік кескіні ке 0,707 немесе –3дБ деңгейіндегі жиілікті, бүгілген немесе сынған сыйпаттамадағы жиілікті айтады. Белсенді жиілікпен бірінші ретте интегратор және дифференциатор қатынасады. Бұдан кейін интегратор төменгі жиілікті сүзгі (ТЖС) классмен қатынасады, ал дифференциатор жоғары жиілікті сүзгі (ЖЖС) классмен. Жалпы түрде, екінші реттегі белсенді сүзгі формуласымен жазылады:

, (11.6)

мұнда p –дифференцилденген оператор, b0, b1, b2, a0, a1, a2 – коэффициенттер.

Сурет 11.8 екінші реттегі белсенді сүзгіні келтірген. Сүзгі негізінен ивертирлемейтін күшейткіштен тұрғызылған немесе теорияда белсенді сүзгіні қалай атайтындай, кернеу көзі, басқарушы кернеу (тағы бір атау – Саллен-Ки құрылымы). Шығыс кернеуі мына теңдеумен анықталады.

. (11.6)

Егер АЖС сүзгіде тік және ағындыдан кейін коэффиценттің теңөлшемсізі бойынша арнайы қажеттілік пайда болса, онда бұндай жағдайда Баттерворта, Чебышева және Бесселя АЖС-мен жазылады, бұндай сүзгінің есептеу үшін арнайы кесте қолданылапды.

Баттерворттің сүзгісі өткізгіштен кейін АЖС жолағының максимальдығын сыйпаттайды. Шығыс кернеуі және кең диапазонды жиілік бойынша қайта құру шама басқарушысы басқа сүзгілерге қарағанда осы сүзгіде қарапаймдырақ, барлық бөлімде қаншама каскадтық байланыстар осыған сол жиілікпен икемделеді.

Чебышевтің сүзгіс жиіліктің қткізгіш жолағында ең жоғарғы тік АЖС қамтамасыздандырады. Өткізгіш жолағында АЖС біреуі тербелмелі сыйпаттаманы иеленеді. Өткізгіш жолағында қаншалықты үлекен теңсіздік болса, өткізгіштің жолағындағы жиілік соншалықты жоғары тік өшеді.

Б есселя сүзгісі топтық уақытты кешігуімен (жиілік бойынша ЖСС-дан туындайды) және өткізгіш жолағындағы ЖСС сызықтығы максимальды жолақты сыйпаттамамен ие болады. обладают максимально плоской характеристикой группового времени запаздывания (производная от ФЧХ по частоте) и линейностью ФЧХ в полосе пропускания. Бір тік қшумен сүзгі мықты емес.

Сурет 11.8 Екінші реттік белсенді сүзгі

11.3 Зертханалық жұмыстың мазмұны

1. "LAB-ELECTRONICS" мәліметтер базасының жыйнағынан LAB11_1.ewb файлын жүкте. Сурет 11.9 интегратор сұлбасы кескінделген.

Тапсырма

Негізгі мәліметтер: Е1 = 5 В, R1=(10N+50) кОм, C1=1 мкФ, где N – нұсқа нөмірі

) Uвых=f(Uвх) өзгеріс заңын анықтау қажет. Кіріс және шығыс сигналдардың осциллограммаларынын суреттерін салу. Модельдеудің алдында осциллограмманын Time Base параметрін үлкен дәлдікке қойып, ал өлшеу кезінде кернеудің дәлдігін кішірейту ұсынылады. Мысалы, егер біз 0.1 s/div –дегі көрсеткішті алу үшін, алдымен қосу алдында бұл шаманы 5.00 ms/div-ке ауыстыру қажет, содан кейін алған кездегі мәнін бұрынғы шамасына дейін кішірейту қажет.

б) Интегратордың шығысына қосылған құрылғы кернеуі -10 В-қа тең кезде жұмыс істейтіні белгілі және кері полярлықта жұмыс істейді. Құрылғының қосылу уақытын анықтау қажет. Идеалды және нақты интеграторлар үшін есептеу жүргізу қажет.

2. "LAB-ELECTRONICS" кешенінің мәліметтер базасының LAB11_2.ewb файлын жүктеу. Кері байланыстағы дифференциатордың схемасы 11.10 суретте көрсетілген.

Тапсырма

Берілген мәліметтер: R1=50 кОм, R2=(50–N) кОм, C1=(N+500) нФ, мұндағы N-нұсқаның нөмері. Функциональды генератордың параметрлері 11.10 суретте көрсетілген. Duty cycle толтыру коэффициенті жұп нұсқалар үшін 40%, ал тақ нұсқалар үшін 60%.

11.9 сурет. Зерттелетін интегратордың схемасы.

11.10 сурет. Зерттелетін дифференциатордың схемасы.

а) Кіріс сигналының жиілігін 1 Гц-тен 10 Гц-ке дейін өзгерту арқылы шығыс кернеуінің амплитудалық шамасының кіріс кернеуінің өзгеру жылдамдығына тәуелділігін бақылау. R1 резистордың мәнін таңдай отырып, шыққан сигналдың тікбұрышты форма болуына қол жеткізу керек. Кіріс және шығыс сигналдардың 1Гц жиіліктегі сигналды осциллограммаларын салу.

3. Белсенді фильтрлардың үш схемасы берілген: файлдар LAB11_3.ewb, LAB11_4.ewb, LAB11_5.ewb (суреттер 11.11, 11.12, 11.13).

11.11 сурет. Активті сузгі 11.12 сурет. Активті сүзгі

(схема 1) (схема 2)

11.13 Активті сүзгі