Развязывающие конденсаторы в импульсных схемах

January 24, 2012 by admin Комментировать »

Развязывающие конденсаторы очень полезны как средство, обеспечивающее изоляцию по постоянному току между каскадами усилителя, не препятствуя при этом нормальному прохождению переменных сигналов звуковых частот. Сказанное относится к случаю, когда средний уровень сигнала равен нулю, то есть когда средние за период положительные отклонения

Рис. 10.12. Экспериментальная цепь с развязывающим конденсатором, демонстрирующая потерю постоянной составляющей.

совпадают по величине с отрицательными средними отклонениями. Однако последовательности импульсов в большинстве своем имеют именно одну полярность, обычно положительную, и использование развязывающих конденсаторов может привести к неожиданным результатам. Особенно критичны в этом отношении видеосигналы, которые являются асимметричными.

Проблему развязывающего конденсатора можно проиллюстрировать, подав прямоугольный сигнал (например, с выхода схемы, приведенной на рис. 10.2) на вход ЛС-цепи, показанной на рис. 10.12, и наблюдая осциллографом форму этого сигнала (усилитель вертикального отклонения осциллографа должен быть включен в режим работы по постоянному току). На выходе будет наблюдаться сдвиг сигнала по отношению к уровню, показанному на рис. 10.13, а, вниз, как показано на рис. 10.13, б. Постоянная времени развязывающей ЛС-цепи выбрана преднамеренно большой, так, чтобы наблюдаемый сдвиг уровня постоянного напряжения происходил постепенно в течение нескольких секунд.

Этот сдвиг уровня вызван тем фактом, что развязывающий конденсатор заряжается до напряжения, равного значению постоянной составляющей входного сигнала. Когда входной сигнал является обычным гармоническим колебанием, его средний уровень, то есть уровень, получаемый усреднени-

Рис. 10.13. Влияние развязывающего конденсатора на положительный прямоугольный сигнал:

а — входной сигнал; б — выходной сигнал, сдвинутый по уровню.

ем за несколько периодов, равен нулю; но здесь мы имеем дело с последовательностью только положительных импульсов, средний уровень которой задается линией, проходящей через «центр тяжести» сигнала, то есть так, что площадь сигнала над средним уровнем равна площади сигнала под ним. Поскольку площадь сигнала пропорциональна переносимому заряду, сигнал справа от развязывающего конденсатора оказывается таким, что его среднее значение равно нулю, обеспечивая выполнение условия равновесия с нулевым суммарным изменением заряда на конденсаторе.

В случае, изображенном на рис. 10.13, около половины амплитуды импульса будет потеряно, если схема, следующая за развязывающей цепью, реагирует только на положительные импульсы. Более того, если скважность входной последовательности импульсов изменяется (то есть длительность импульса изменяется по отношению к интервалу между ними), то будет изменяться и постоянный средний уровень. Таким образом, соотношение между амплитудами положительного и отрицательного полупериодов (рис. 10.13, б) будет меняться. Если положительные входные импульсы становятся очень длинными по сравнению с промежутками между ними, то амплитуда выходного сигнала в положительные полупериоды становится столь малой, что какая-нибудь последующая схема может прореагировать ошибочно, и импульсы будут потеряны.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты