Преобразование сигналов в линейных цепях

Преобразование сигналов в линейных цепях

Классический метод расчета

  , (6.1)  

Скачок напряжения на входе RC-цепи

Согласно второму закону Кирхгофа можно записать  

Уменьшение напряжения скачком до 0 на входе RC-цепи

   

Воздействие скачка постоянного напряжения на последовательный колебательный контур

        Рис. 6.5. Воздействие скачка постоянного напряжения на последовательный колебательный…

Воздействие гармонических колебаний на RLC-цепь

  где Um - амплитуда воздействия, ω - круговая частота, ψ - начальная фаза.

Воздействие гармонических колебаний на интегрирующую RC-цепь

    Рис. 6.10. Интегрирующая RC-цепь.

Воздействие гармонических колебаний на дифференцирующую RC-цепь

Рассмотрим RC-цепь, отличающуюся от изображенной на рис. 6.10 тем, что напряжение снимается с сопротивления ( рис. 6.12).   Рис. 6.12. Дифференцирующая RC-цепь.

Выводы

1. Переходный процесс в линейных электрических цепях может быть представлен в виде суммы свободной и принужденной составляющих.

2. Переходный процесс зависит не только от параметров самой цепи (характеристического уравнения), но и от начальных условий (в частности от начального напряжения на емкости, начального тока в индуктивности, начальной фазы входного гармонического сигнала).

3. В радиотехнике дифференцирующую RC-цепь часто используют при соотношении ωRC >> 1. При этом, в установившемся режиме амплитуда выходного сигнала мало отличается от амплитуды входного и сдвиг фазы по отношению к входному сигналу незначителен. Полезным свойством такого использования RC-цепи является отсутствие (в установившемся режиме) постоянной составляющей в выходном напряжении. RC-цепь с такими параметрами используют в усилителях в качестве развязки по постоянному напряжению.

4. Утверждение "выходное напряжение отстает по фазе от входного или опережает его" корректно лишь для установившегося режима, так как во время переходных процессов напряжения могут существенно отличаться от гармонических.