30. Дифференцирующая цепь.

Простейшее дифференцирующее звено приведено на рис. 5.

Ток через конденсатор и падение напряжения на нем связаны дифференциальной зависимостью. В результате дифференцирования через сопротивлениеRпротекает токi_с.

,

где постоянная времени цепи.

1.1.На вход схемы (см. рис. 5) в момент времени t₁

прикладывается ступенчатый входной сигнал.

Поскольку конденсатор С мгновенно зарядиться

не может, скачок напряжения выделяется на

сопротивлении R. При малом значениизаряд

конденсатора происходит

быстро, а напряжение на выходе с такой же

скоростью стремится к нулю.

Реакция RC-цепи на ступенчатый входнойсигнал

(скачок входного напряжения)

показана на рис. 6.

1.2. На вход схемы рис. 5 подается линейно-изменяющееся напряженияU_вх =t, гдескорость нарастания напряжения, В/с. При условии, что<<t_иконденсатор зарядится задолго до окончания входного импульса. После этого изменение входного сигнала ведет к изменениюU_с, а напряжение на выходе остается величиной постояннойU_вых=. РеакцияRC-цепи на линейно-изменяющееся напряжение показана на рис. 7. Значениевыходного напряжения пропорционально скорости изменения входного напряжения. С уменьшениемуменьшается выходное напряжение, но уменьшается и время, за которое оно достигается (см. рис. 7).

1.3. На вход схемы рис. 5 подаютсяпрямоугольные импульсыи выполняется условие <<t_и. Воздействие положительного перепада уже описывалось выше. Реакция дифференцирующей цепи на прямоугольный импульс приведена на рис. 8. В моментt₁на выходе появляется положительный импульс, и по мере заряда конденсатора напряжение на выходе будет стремиться к нулю до окончания входного импульса. С момента окончания входного импульса в цепи действует только напряжениеU_с, которое через внутреннее сопротивление источника входного сигнала прикладывается к выходу. Поэтому в моментt₂ на выходе цепи появляется отрицательный импульс, амплитуда которого спадает до нуля по мере разряда конденсатора