3.3.2. Интегрирование одиночного импульса

Рассмотрим реакцию интегрирующей цепи на воздействие прямоугольного импульса (см. рис. 3.9, б). Конденсатор С не может мгновенно зарядиться, поэтому в момент поступления на вход цепи прямоугольного импульса все входное напряжение выделяется на резисторе R, а uBЫX = uC = 0. За время действия импульса конденсатор медленно заряжается по экспоненциальному закону:

К моменту окончания входного импульса (t = tи) напряжение на выходе достигает значения:

после чего конденсатор медленно разряжается через резистор, и uBЫX постепенно уменьшается.

Можно считать, что через время t = 3t после окончания входного импульса конденсатор С практически разрядится, т.е. длительность импульса на выходе рассматриваемой цепи: tи ВЫХ = tи + 3t. Так как по условию tи << t, то tи ВЫХ » 3t.

Таким образом, при tи << t на выходе цепи выделяются растянутые пилообразные импульсы с амплитудой Um ВЫХ < Um ВХ. Поэтому такую  цепь называют  удлиняющей или сглаживающей. Интегрирующие цепи применяют в вычислительных устройствах, селекторах, телевизионной технике и т.д.

Существенное изменение формы входного импульса при интегрировании легко объяснить, рассматривая импульс как совокупность ряда гармоник. Действительно, при tи << t = RC сопротивление конденсатора ЧС = 1/wС оказывается много меньше сопротивления резистора R не только для высокочастотных гармоник, составляющих фронты входного импульса, но даже и для низкочастотных гармоник, формирующих его плоскую вершину. Вследствие этого большая часть напряжения всех участков входного импульса выделяется на резисторе R, а не на выходе цепи.

Кроме RС-цепи для интегрирования импульсов можно использовать цепь, состоящую из индуктивной катушки и резистора (рис. 3.10) с постоянной времени t >> tи. Так как ток в такой цепи не может скачкообразно изменяться, то при действии на входе прямоугольных импульсов выходное напряжение uBЫX = iR изменяется медленно и имеет форму растянутых пилообразных импульсов. Так же как и дифференцирующая RL-цепь, такая интегрирующая цепь из-за конструктивной сложности используется редко.