Селектор імпульсів, амлітуда яких перевищує заданий рівень.

Джерело напруги задає поріг обмеження. При надходженні на вхід пристрою імпульсів, амплітудою менш , діод VD1 залишається запертим, напруга на виході схеми постійна і рівна . В тому випадку, коли амплітуда вхідного імпульсу перевищує , діод відперається і передає сигнал на вихід селектора. На виході схеми з'являються імпульси амлітудою , що є початковий рівень .

Селектор імпульсів, амлітуда яких рівна максимальнії або менш її на значення, не перевищуюче задане .

Такий селектор називають селектором максимальної амплітуди.

Особливість роботи схеми полягає в тому, що максимальна амплітуда імпульсів в більшості випадків не є постійною величиною і може змінюватися в відомих межах. При цьому обов'язковим елементом селектора повинен бути фіксатор верхівки імпульсів, тобто якщо амплітуда вхідних імпульсів змінюється, то верхівка повинна залишатися на цьому фіксованому рівні.

Фіксація верхівки імпульсу здійснюється по нульовому рівню.

Перший імпульс позитивної полярності відмикає VD1. Конденсатор С заряджається: Напруга на виході рівна:

Експоненциально спадаюча верхівка. Якщо тривалість імпульсу , то верхівка першого вхідного імпульсу за час впливу вхідного сигналу спадає до нуля. Від першого імпульсу конденсатор заряджається до . Після закінчення вхідного імпульсу напругу на конденсаторі запірає діод. Конденсатор починає розряджатися через R і .

(дуже велике)

, де Т — період імпульсів.

Тому зміна напруги на конденсаторі за час його разрядки дуже мала:

До прибуття наступного імпульсу конденсатор С майже не розрядився: .

В момент прибуття цього імпульсу амплітудою напруга позитивного викиду на виході рівна:

Напруга на виході під час дії другого імпульсу (і наступних) перевищить нульовий рівень лише на дуже мале значення, менше D. Верхівки вихідних імпульсів знаходяться коло нульового рівня.

Такі селектори часто використовують для виділення синхронизуючих імпульсів в телебаченні.

Опорний рівень постійної напруги негативний. Він числово рівний заданому допуску на максимальну амлітуду. В проміжку між імпульсами напруга на виході пристрою рівна-Е. Імпульси з амлітудою, меншою на виході пристрою зміну напруги не створюють.

 

Селектор імпульсів, амлітуда яких менша заданого значення .

 

Розширювач імпульсів.

 

Даний пристрій складається з селектора С імпульсів, амлітуда яких перевищує задане значення ; розширювача імпульсів Р ((ждущий мультивібратор); пристрою затримки імпульсів D (штучна лінія затримки); схеми збігу. На виході амплітудного селектора С сигнал є тільки тоді, коли амлітуда вхідного імпульсу .

Імпульси після селектора розширюються розширювачем Р і ставають рівними по тривалості величині .

— час затримки в D.

На час дії імпульсу розширювача Р напруга на першому вході схеми збігу рівна нулю. Тому сигнал, амлітуда якого перевищує значення , не впливає на схему збігу. Якщо , то зміна сигналу під час дії імпульсу не відбувається, тобто забезпечується співвідношення і сигнал для запуску розширювача не виробляється. В цьому випадку сигнал і вихідний імпульс, передаючись через елемент затримки D на другий вхід схеми збігу, викликає появу імпульсу на її виході.

Селектори по тривалості.

 

При побудові селекторів імпульсів по тривалості використають різноманітні технічні прийоми: перетворення тривалості в амлітуду пилкоподібної напруги, а після цього роблять селекцію по амлітуді; рахунку числа тактових імпульсів, поступаючих напристрій за час дії вхідного імпульсу; порівняння тривалості вхідних сигналів з тривалістю відомого імпульсу або відомим часом затримки.

Селектор імпульсів, тривалість яких перевищує задане значення .

Задане значення тривалості формується штучною лінією затримки (ЛЗ. 20.100).

Сигнал на виході DD1 з'явиться тільки у випадку .

Селектор імпульсів, тривалість яких менше заданого значення .

Використаний принцип порівняння тривалості вхідних імпульсов з відомим часом затримки, що забезпечується штучною лінією затримки D.     Надходить на лінію затримки, після цього на вхід обмежувача по мінімуму з нульовим порогом обмеження. Імпульс на виході схеми збігу буде тільки тоді, коли . Якщо сигнал з'являється на вході схеми збігу в той час, коли ще не закінчився вхідний імпульс, що має більшу тривалість, то сигнал на виході схеми не виробляється. .

Селектор імпульсів заданої тривалості .

 

	Інтервал часу одержують, затримуючи вхідний імпульс на цей час за допомогою лінії затримки. Якщо , задній фронт вхідного імпульсу співпадає з переднім фронтом затриманого імпульсу. При ці фронти з'являються неодночасно.

 

Ланцюг називається диференціюючим в тому випадку, коли виконується умова: .

При ; при .

Частотное реле.

 

Частотное реле — це імпульсний пристрій, вихідна напруга якого має релейную залежність від частоти повторення вхідних імпульсів.

	Р — розширювач імпульсів. НІЛ — нелінійний інтегруючий ланцюг, тобто інтегруючий ланцюг з істотно неоднаковими постійними часу при заряді і розряді. К — компаратор з порогом вмикання . На тиристорі VD1 і VT1 — розширювач імпульсов з регенеративним разрядним каскадом.

Конденсатор С3 — це накопичувальний конденсатор НІЛ. При замкнутому транзисторі конденсатор заряджається через . При включеному VT1 конденсатор С3 розряджається через (мале R) і VT1. При .

За відсутності вхідних сигналів VT1 відкритий. Напруга на інвертуючому вході ОП приблизно рівна нулю.??? На виході — висока напруга, т.я. .

При надходженні на вхід імпульсів з частотою розширювач виробляє власні імпульси тривалістю . На час формування вихідного імпульсу розширювача VT1 замикається. Конденсатор заряджаєься . На час закінчення вихідного імпульсу розширювача рівна

вибирають такий, щоб за час дії одного імпульсу розширювача виконувалася рівність

.

Тоді зарядка конденсатора С3 за час не викликає переключення компаратора і не змінюється. Після закінчення вихідного імпульсу С3 швидко розряджається черезь і VT1. До прибутку наступного імпульсу С3 повністю розрядиться.

Якщо частота вхідних імпульсів , а , то транзистор VT1 виявляється замкнутим. Конденсатор С3 заряджається від тривалий час. Через час стане більша , напруга на виході компаратора стрибком зміниться, тобто що .

Основними параметрами частотного реле є: гранична частота , час затримки включення і виключения.

Цифровій селектор послідовностей імпульсів з частотами повторення, які знаходяться в заданому діапазоні (полосовий).

 

ГТі — генератор тактових імпульсів, який виробляє періодичну послідовність імпульсов з періодом (період вхідних імпульсов). Ф — формувач імпульсів, що виробляє короткі імпульси по задньому фронту (вхідних).

СТ — лічильник імпульсів, який має вхід Т ((лічильний), вхід скиду R і вихід розрядів, в тому числі деякий проміжний вихід N і вихід більш старшого розряду К.

В даному селекторі ; . Імпульси передаються на вихід в тому випадку, коли лічильник СТ в проміжку між вхідними імпульсами встигає відрахувати число, що перевищує , але не встигає відрахувати число .

При робота селектора протікає так: поява першого вхідного імпульсу наводить до появи вихідного імпульсу формувача Ф, зпрацьовуючого по задньому фронту вхідного сигналу. Імпульсом формувача лічильник СТ встановлюється в “ 0” на кожному розряді, і триггери Т1 иТ2 — в“ 0”.

Далі лічильник СТ починає відраховувати тактові імпульси і після відліку -ного імпульсу на його виході N з'явиться сигнал логічної “1”. Він встановлює RS-триггер в “1”.

Т.я. , то до прибуття чергового вхідного імпульсу К-тий розряд лічильника не встигає зпрацьовувати і RS-триггер VT2 залишається в положенні “0”. Під час впливу чергового імпульсу забезпечується співвідношення Х=1 ; Х=1 ; Х=1 . Тому черговий вхідний імпульс передається на вихід схеми збігу, після чого відбувається скид лічильника СТ і RS-триггера Т1 імпульсом формувача Ф і процеси в пристрої повторюються. Імпульси вхідний послідовності з частотою повторення , починаючи з другого передаються на вихід селектора.

Формувачі імпульсів.

 

В електронній техніці широко застосовуються ланцюги і пристрї, що формують напругу однієї форми з напруги інший. Таку задачу можна вирішити, використовуючи лінійні і нелінійні елементи.

Лінійним називають елемент (активний опір, ємність, індуктивність), параметри якого не залежать від значення і напрямку струмів і напруг, які проходять через них. Струм в такому ланцюзі пропорційний напрузі.

Нелінійним називають елемент, параметри якого залежать від значеннь і напрямків доданих напруг і струмів.

За допомогою формувачів одержують гострокінцеві і пилкоподібні імпульси, імпульси трапециідальной форми і короткі прямокутні імпульси.

Диференціюючі ланцюги.

 

Диференціюючим називають ланцюг, в якому напруга (струм) на виході пропорційна похіднії від вхідної електричної величини. Найпростішими диференціюючими ланцюгами можуть бути: ємнісний, індуктивний, реостатно-ємнісний, реостатно-індуктивний.

;

Струм через конденсатор зв'язаний з напругою на ньому диференційною залежністю .

Для нашої схеми маємо:

Перший член — корисний результат диференціювання.

Другий член — помилка, що зменшується з зменшенням буде відстуня при =0, т. е. — const.

Такий RC ланцюг, у якому постійна часу набагато менша тривалості вхідного імпульсу називається диференціюючим (зкорочуючий, загострюючий).

Тривалість вихідних імпульсів оцінюється на рівні 0.5 . 0.5 . Чим менше постійна часу t, тим меншу тривалість мають вихідні імпульси. Однак зменшувати t доцільно лише до певної межі.

Це все відноситься до ідеального імпульсу. Реальний імпульс має певні передній і задній фронти. В цьому випадку форма напруги на виході залежить від співвідношення тривалості фронтів і постійної часу.

	Якщо , то за час дії фронту вхідного імпульсу конденсатор не встигає скільки-небудь значно зарядиться і напруга на виході практично повторює вхідну напругу. Заряд почнеться, коли на вході буде . . Аналогічно при дії зрізу вхідного імпульсу. Таким чином, при ланцюг є диференціюючим для верхівки вхідного імпульсу.
Для випадку ланцюг виявляється диференціюючим вже для фронту лінійно наростаючого імпульсу і напруга на виході швидко досягає значення .

Наявність в реальних схемах внутрішнього опору джерела сигналу і ємності навантаження С₀ призводить до зменшення вихідної напруги:

Наявність : . Наявність : . Для зменшення впливу звичайно вибирають R і C з умови: R> C> .

Інтегруючі ланцюги.

 

Інтегруючим називається ланцюг, в якому напруга (струм) на виході змінюється пропорційно іинтегралу по часу від вхідної величини.

Найпростіші інтегруючі ланцюги: ємнісний, індуктивний, реостатно-ємнісний і реостатно-індуктивний.

Найбільш часто застосовується реостатно-ємнісний. Напруга на конденсаторі зв'язана з струмом через нього інтегральною залежністю.

, t — час інтегрування.

Щоб інтегрувати задану напругу повинен змінюватися по тому ж закону, що і . Це забезпечує RC ланцюг, у якому t= (умова). От такий ланцюг і називається інтегруючим. В цьому випадку, якщо t<<t, то за час t напруга не встигне істотно змінитися. Отже: ( до імпульсу була рівна нулю).

.

По мірі заряду конденсатора струм в ланцюзі змінюється все рівно, навіть якщо =const. Це є причиною похибки інтегрування. Відносна похибка (в відсотках) рівна:

.

Якщо на вхід інтегруючого ланцюга надходить одиночний імпульс, та конденсатор С не може миттєво зарядиться і вся вхідна напруга виділяється на резисторі. Отже: .

За час дії імпульсу конденсатор заряжается по експоненті: . На час закінчення вхідного імпульсу напруга на виході: .

А після цього конденсатор почне поволі розряджатися і за час t=3×t практично розрядиться. Таким чином, тривалість вихідного імпульсу рівна: .

Розглянемо роботу інтегруючого ланцюга, якщо на вхід надходить послідовність прямокутних імпульсів тривалістю , пауза між якими рівна . Будемо вважати, що .

Незважючи на те, що для лінійного ланцюга постійні часу зарядки і разрядки конденсатора однакові (), напруга на конденсаторі поступово наростає і досягає значення , при якому заряд, що одержується конденсатором під час чинності вхідного імпульсу, виявляється рівним заряду, що втрачається при розряді в паузе

— коефіцієнт заповнення