Интегрирующая RC цепь

Цель работы - разобраться в методике исследования и выполнить индивидуальное исследование цепи с заданными параметрами (см. таблицу вариантов)

Источником сигнала является Function Generator из меню Instruments, включенный в режиме прямоугольных импульсов.

Рис 4.8. Опции функционального генератора

Ниже приведен пример исследования интегрирующей RC цепочки с некоторыми параметрами.

Рис 4.9. Схема включения интегрирующей RC цепи

Рис 4.10. Временная диаграмма для частоты 10 Гц

Свойства интегрирующей RC цепи зависят от постоянной времени τ=RC и от соотношения длительности импульса t_и и τ. При указанных параметрах схемы τ=10³10^-6=10^-3 с.

При частоте следования импульсов f=10 Гц, длительность импульса составляет t_и=1/2f=1/(2·10)=5·10^-2 с, t_и >>τ. Фронты выходного сигнала заваливаются. Длительность фронтов зависит только от постоянной времени τ и не зависит от длительности и частоты следования импульсов.

Для измерения длительности фронта увеличим скорость развертки (рис 4.11). Реперами измеряем длительность фронта t_ф на уровне от 0.1 до 0.9 от максимального: t_ф=3 мс=3RC, t_и=1 мс=10^-3 с = RC = 10³·10^-6 c.

Рис 4.11. Временная диаграмма для частоты 10 Гц при измерении длительности фронта

Рис 4.12. Временная диаграмма для частоты 100 Гц

При увеличении частоты источника до 100 Гц (т. е. уменьшения длительности входного импульса) форма выходного импульса существенно изменяется. Осциллограмма приведена на рис 4.12.

Дальнейшее увеличение частоты следования импульсов приводит к осциллограмме рис 4.13

Рис 4.13. Временная диаграмма для частоты 1000 Гц

Сигнал на выходе становиться линейно изменяющимся (треугольным), что означает более точное интегрирование входного сигнала.

Вывод;

¾ при длинных импульсах t_и >> τ RC цепь искажает фронты выходного сигнала t_ф=3RC;

¾ при коротких импульсах t _и << τ RC цепь интегрирует входной импульс, который приобретает треугольную форму. Часто используется в формирователях треугольного напряжения.