1.2.3 Реальные rc-цепи при импульсном воздействии.

В рассмотренных ранее разделах работа RC-цепи была приведена для идеализированного случая: длительность фронта входного импульса полагали равной нулю, а выходное сопротивление генератораи паразитную ёмкость нагрузки- предельно малыми. В действительности же все эти величины конечны. Одновременный учёт их затруднён. Оценим влияние сопротивления генератора, как наиболее существенное (см. рис.1.18).

Рис. 1.18 - Принципиальная схема RC-цепи с учётомгенератора

С учётом внутреннего сопротивления генератора напряжение на входе RC-цепочки будет меньше Э.Д.С. генератораE,на величину потерь напряжения на внутренне сопротивлении генератора.

С учётом этого:

;; (см. рис.1.19)

При значении сопротивления , напряжение. Следовательно, обеспечиваяреальную цепь можно практически считать идеальной.

Рис. 1.19

1.3 Фиксаторы уровня в дифференцирующих rc-цепях.

Входные импульсные последовательности как правило однополярные, а импульсные последовательности на выходе рассмотренных цепей, как правило двухполярные. Часто возникает необходимость обеспечения на выходе RC-цепей однополярных последовательностей. Такое преобразование осуществляется с помощью фиксаторов уровня.

Фиксаторы уровня можно разделить на несколько подгрупп. В зависимости от того, какова полярность импульсов, должна быть на выходе, различают фиксаторы уровня положительных и отрицательных импульсов, а также фиксаторы уровня биполярных сигналов. В зависимости от того, на каком уровне требуется зафиксировать положение импульса (по уровню основания импульса или по уровню его вершины), различают фиксаторы начального уровня и фиксаторы вершины импульсов.

Простейший вариант фиксатора нулевого уровня положительных импульсов представлен на рис.1.20. На вход поступает импульсная последовательность положительных импульсов. В течение импульса происходит заряд конденсатора Сот источника Э.Д.С.Eтоком.

Рис. 1.20 - Принципиальная схема фиксатора нулевого уровня положительных импульсов

Постоянная времени цепи заряда определяется выражением:

.

Поскольку , (,) и

, то получим ориентировочное значение постоянной времени заряда цепочки.

При наличии импульса происходит заряд конденсатора, а разряд происходит в течение паузы. При этом постоянная времени разряда

.

Поскольку , то.

Часто выполняется условие , тогда.

Поскольку сопротивление , то постоянная времени.

Следовательно, применение диодаVDускоряет разряд конденсатора. Напряжение на конденсатореСприведено на рис.1.21.

Рис. 1.21

Напряжение на выходе фиксатора . В момент времениего величина определяется выражением:

;

поскольку сопротивление диода , то напряжение; (см. рис.1.22).

Рис. 1.22

Фиксатор нулевого уровня отрицательных импульсов строится аналогично (см. рис. 1.23), причём диод VD1включается в противоположном направлении.

Рис. 1.23 - Принципиальная схема фиксатора нулевого уровня отрицательных импульсов

,

при ,;.

,

при ,;;

Применение диода VD1ускорит заряд конденсатора ();

Рис. 1.25 Рис. 1.24

;

Схема фиксатора произвольного уровня для положительных импульсов приведена на рис.1.26.

Рис. 1.26 - Принципиальная схема фиксатора положительных импульсов произвольного уровня.

Источник опорного напряжения обеспечивает изменение напряжения в пределах ;

Когда , что имеет место в период действия, импульса диодVD1 заперт и конденсаторСзаряжается (ток).

Если , (период паузы) диодVD1 открыт и конденсаторСразряжается (ток).

Напряжение и на выходе фиксатораприведены на рис.1.27. Выходное напряжение фиксатора аналогично напряжению приведенному на рис.1.22, только зафиксировано не на «0» уровне, а на уровне.

Рис. 1.27

Схема фиксатора произвольного уровня для отрицательных импульсов приведена на рис.1.28.

;

Рис. 1.28 - Принципиальная схема фиксатора отрицательных импульсов произвольного уровня.

Осциллограммы иллюстрирующие работу схемы приведены на рис.1.29.

Рис. 1.29