ТИПОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЗЛЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ - часть 21

выражения с учетом формулы (10) получаем

где tц — продолжительность цикла работы интегратора, tц= tзар+tраз; Uc4cp — среднее напряжение на конденсаторе С4.

Для обеспечения небольшого уровня пульсаций выходного на­пряжения UBЫX должно быть выдержано условие tЦ<R9С4 и, сле­довательно, tpa3<R9d. В этом случае без внесения значительных погрешностей в результаты расчетов экспоненциальные функции могут быть заменены следующими зависимостями:

Зарядку конденсатора С4 можно считать практически закон­чившейся, когда сила тока Iн = Iи

снижается до 5 % ее максималь­ного значения. Такое уменьшение силы тока Iн происходит за период времени t3up = 3RзарС3. Очевидно, что t3&p должно быть меньше продолжительности цикла tц. В противном случае будет отсутствовать разрядка конденсатора С4. С учетом этого

Uсм = kf и UС4ср = UСм,

где f — частота входного сигнала, f=1/tц;

Коэффициент k представляет собой постоянную величину, которая зависит только от напряжения V импульсов, подводимых к дифференцирующей цепи интегратора, и сопротивления его резисторов и конденсаторов. Соответственно этому напряжение Uвых1

на выходе интегратора, равное напряжению UС4ср, пропор­ционально частоте f входных сигналов (см. рис. 18).

Принцип действия рассматриваемого ПЧН основан на перио­дически повторяющихся периодах зарядки и разрядки конденса­тора С4, поэтому на выходе усилителя DA1 неизбежно наличие пульсаций напряжения UBЫХ 1. Абсолютная величина этих пульса­ций не зависит от частоты входного сигнала, но по отношению к UС4ср она тем больше, чем ниже эта частота.

Рис. 19. Структурная схема ПЧН с преобразованием вход­ного сигнала в течение цикла

Для уменьшения уровня пульсаций на выходе ПЧН применяют дополнительный фильтр низких частот, состоящий из резистора R16 и конденсатора С5. Для получения в рассматриваемом ПЧН приемлемого (низкого) уровня пульсаций выходного напряжения Uвых2 (см. рис. 17) в нем приходится применять времязадающие RC-цепи с постоянными времени на один — два порядка выше продолжительности цикла входных импульсов. Вследствие этого дан­ный ПЧН имеет невысокое быстродействие, и во избежание недо­пустимого запаздывания изменения его выходного сигнала по от­ношению к входному сигналу он в ряде случаев может быть при­менен при частотах входного сигнала не ниже сотен герц. Если же частоты входного сигнала составляют порядка десятков герц и допустимым является низкий уровень пульсаций, то ПЧН следует выполнять по какой-либо из схем, рассматриваемых ниже.