33. Дифференциатор, интегратор на основе оу.

Интегратор — Элемент электрической цепи или аналоговой вычислительной схемы, выходной сигнал которого пропорционален интегралу от входного сигнала.

Рис четырехполюсник

Рис Дифференциатор на операционном усилителе:

а — упрощенная схема;

б — реальная схема;

в — частотная характеристика

34. Генераторы синусоидального сигнала, обратная связь, условия генерации.

Простейшая схема RC-генератора синусоидальных колебаний на операционном усилителе приведена на рис. 37а.

35. Типы генераторов на основе оу, схемные решения.

Параметрические генераторы света -

источники когерентного оптического излучения, основным элементом которых является нелинейный кристалл, в котором мощная световая волна фиксированной частоты параметрически возбуждает световые волны меньшей частоты. Частоты параметрически возбуждаемых волн определяются дисперсией света в кристалле. Изменение дисперсии среды, т. е. величины n, позволяет управлять частотой волн, излучаемых П. г. с.

КВАНТОВЫЕ генераторы и усилители электромагнитных волн, основаны на явлении вынужденного (индуцированного) излучения.

Виды генераторов:

RC Генератор

Звуковой Генератор

Релаксационный Генератор

Генератор на аналоге лямбда-диода

RC генератор на триггере Шмидта

RC генератор на триггере Шмидта с изменяемой скважинностью

36. Аналоговые и цифровые сигналы. Аналоговый сигнал — сигнал, принимающий бесконечное число сколь угодно близких значений из непрерывного множества значений. В отличие от дискретных сигналов, аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени. Поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом.

Аналоговый сигнал, график изменения которого во времени описывается синусоидой, называется гармоническим.

Виды аналогового сигнала:

Прямая: Напряжение (электрическое)

Окружность: положение ротора, колеса, шестерни, стрелки аналоговых часов, или фаза несущего сигнала

Отрезок: положение поршня, рычага управления, жидкостного термометра или электрический сигнал, ограниченный по амплитуде

Многомерные пространства: Цвет, квадратурно-модулированный сигнал.

ЦИФРОВОЙ СИГНАЛ, группа электрических или других импульсов в компьютерной или коммуникационной системе. Такие сигналы могут воспроизводить данные, звуки, изображения. Импульсы, выстроенные в ряд цифровых сигналов, воспроизводятся при помощи единиц и нулей по двоичной системе.

37. Дифференцирующие и интегрирующие электрически цепи.

Дифференцирующими называют четырехполюсники, мгновенные напряже­ния на выходе и₂ (t) которых пропорциональны производной по времени от мгновенных напряжений на входе ы, (f) (рис. 13.1). В качестве пассивных дифференцирующих цепей на практике чаще всего используют #С-цепи. По­кажем, что если в цепи рис. 13.2 R « Х_с, то такая цепь является практи­чески дифференцирующей. По второму закону Кирхгофа и_г = и_с + u_R = = и_с + Ri. В цепи с емкостью / = C(du_c/dt). Если Х_с » R, то и_с »u_R. В зтом случае и_х тогда

Интегрирующими называются четырехполюсники, мгновенные напряже­ния на выходе которых пропорциональны интегралу от входного напряже­ния, т.е и₂~∫u₁ dt. Покажем, что RC-цепь (рис13.10), в которой R>X_C, является интегрирующей. По второму закону Кирхгофа и_х =u_R+u_c, при­чем и_с=и₂. Если R>X_C, то u₂<u_R при этом щ ~u_R или i ъщ jR. Выход­ное напряжение и₂ =и_с, но

следовательно, в RC-це пи при R >Х_С

Идеальное интегрирование может быть, только если u_R=u_l9 т.е при коэффициенте передачи, равном 0, что лишено физического смысла. Прак­тически хорошее интегрирование оказывается при R> 10Х_С = 10/2 π /f_nC или τ≥1,6/f_H = 1,6T_н, где f_H и Т_н — частота и период первой гармоники спектра входного сигнала. Очевидно, что если условие интегрирования выполняется для первой гармоники, то оно тем более будет выполнено для высших гар­моник. При R ≤0,1 Хсь = 1/2π f_вС или τ<160/ f_в = 160Т_В, где f _в и Т_в - выс­шие частота и период спектра соответственно, цепь становится проходной. В диапазоне 1,6 Т_н.. . 160 Т_в цепь является квазиинтегрирующей, т.е. частич­но интегрирующей. Выходное напряжение в интегрирующей цепи имеет та­кую форму, при которой производная по времени от выходного напряже­ния повторяет входное напряжение. Например, если напряжение на входе интегрирующей цепи имеет прямоугольную форму, то выходное будет тре­угольным, при узких коротких импульсах на входе — пилообразным, при косинусоидальном на входе — синусоидальным и т. д. Длительность сигна­лов на выходе интегрирующей цепи больше длительности входных сигна­лов, поэтому интегрирующие цепи иногда называют "удлиняющими". Ин­тегрирующие цепи выполняют разнообразные функции, например позволя­ют уменьшить воздействие импульсных помех, преобразуют сигналы, отли­чающиеся по длительности, в сигналы, отличающиеся по амплитуде. При воздействии короткого импульса конденсатор не успевает зарядиться, а при воздействии длинного — успевает, за счет чего возникает разница в напряжениях на выходе цепи (рис. 13.11).