29. 2. Цепи формирования сигнала

RC цепь может изменять форму сложных сигналов так, что выходная форма будет совсем не похожа на входную. Величина искажения определяется постоянной времени RC цепи. Тип искажения определяется выходной компонен­той, включенной параллельно выходу. Если параллельно выходу включен резистор, то цепь называется дифферен­цирующей. Дифференцирующая цепь используется в цепях синхронизации, для получения узких импульсов из пря­моугольных, а также для получения переключающих импульсов и меток. Если параллельно выходу включен конденсатор, то цепь называется интегрирующей. Интег­рирующая цепь используется в цепях формирования сигна­лов в радио, телевидении, радиолокаторах и в компьютерах.

На рис. 30-11 изображена дифференцирующая цепь. Напомним, что сложные сигналы состоят из основной ча­стоты и большого числа гармоник. Когда сложный сигнал поступает на дифференцирующую цепь, она влияет на каждую частоту по разному. Отношение емкостного сопро­тивления (Х_с) к R для каждой гармоники различно. Это приводит к тому, что каждая гармоника сдвигается по фазе и уменьшается по амплитуде в разной степени. В резуль­тате исходная форма сигнала искажается. На рис. 30-12 показано, что происходит с сигналом прямоугольной фор­мы, прошедшим дифференцирующую цепь. На рис. 30-13 показано влияние различных постоянных времени RC цепи.

Интегрирующая цепь подобна дифференцирующей, за исключением того, что параллельно выходу включен кон­денсатор (рис. 30-14). На рис. 30-15 показано, как изме­няется форма прямоугольного сигнала, прошедшего интег­рирующую цепь. Интегрирующая цепь искажает сигнал не так, как дифференцирующая. На рис. 30-16 показано вли­яние различных постоянных времени RC цепи.

Другим типом цепи, изменяющим форму сигнала, явля­ется ограничитель сигнала (рис. 30-17). Цепь ограничения

° к	- — — о
<=1
вход Ri;	Выход -о

Рис. 30-11. Дифференцирующая цепь.

-ипл

I I I I I

I I I I I

Рис. 30-12. Преобразование сигна- ла прямоугольной формы на выхо- де дифференцирующей цепи.

Вход

LJ

w

Малая

постоянная

времени

Вход

Выход

Средняя

постоянная

времени

Рис. 30-14. Интегрирующая цепь.

ПЛ-1

I I I I I I ] j I I

Вход

Большая

постоянная

времени

Рис. 30-13. Влияние различ­ных постоянных времени на форму выходного сигнала дифференцирующей цепи.

Выход

Рис. 30-15. Преобразование сиг­нала прямоугольной формы на выходе интегрирующей цепи.

Вход

-4-Ят	Малая - постоянная времени	о Н I °1 Ат-	■ - о ^ -А— \Я1
ААг	Средняя - постоянная времени	Рис. 30-17. Последователь­ный диодный ограничитель.
АА-	Большая _ постоянная времени	о М ' Аг О j	—О - -О

личных постоянных време­ни на форму выходного сиг­нала интегрирующей цепи.

Рис. 30-18. Выходной сигнал при перемене полярности диода в цепи ограничителя.

может быть использована для обрезания пиков приложен­ного сигнала, для получения прямоугольного сигнала из синусоидального, для удаления положительных или отри­цательных частей сигнала или для поддержания амплиту­ды входного сигнала на постоянном уровне. Диод смещен в прямом направлении и проводит ток в течение положи­тельного полупериода входного сигнала. В течение отри­цательного полупериода входного сигнала диод смещен в обратном направлении и ток не проводит. На рис. 30-17 показана форма сигнала на входе ограничителя: отрица­тельная часть входного сигнала обрезана. Цепь является, по существу, однополупериодным выпрямителем.

Используя напряжение смещения можно регулировать величину обрезаемого сигнала. На рис. 30-19 изображен последовательный ограничитель со смещением. Диод не может проводить до тех пор, пока входной сигнал не пре­высит напряжение смещения. На рис. 30-20 показан вы­ходной сигнал, полученный в результате перемены поляр­ности диода и напряжения смещения в последовательном ограничителе.

Цепь параллельного ограничения выполняет те же функ­ции, что и последовательный ограничитель (рис. 30-21). Разница состоит в том, что диод включен параллельно выходу. Эта цепь обрезает отрицательную часть входного сигнала. На рис. 30-22 показано влияние перемены поляр­ности диода. Параллельный ограничитель может быть смещен для изменения уровня ограничения сигнала, как показано на рис. 30-23 и рис. 30-24.

Если необходимо ограничить сигнал и с положительной, и с отрицательной сторон, используются два смещенных диода, включенных параллельно выходу (рис. 30-25). Это позволяет получить выходной сигнал с амплитудой, не превышающей заранее определенный положительный и от­рицательный уровень. При таком преобразовании выход­ной сигнал приобретает форму, близкую к прямоугольной. Следовательно, эта цепь называется генератором прямоу­гольных колебаний.