б) Интегрирующие и интегродифференцирующие цепи
Спектр шумов обычно простирается в область сравнительно высоких частот. Рассмотренные пассивные дифференцирующие цепи пропускают высокие частоты без ослабления, а низкие частоты в этих цепях ослабляются. Поэтому относительный уровень помех на выходе дифференцирующей цепи выше, чем на входе. Чтобы снизить уровень высокочастотных помех, необходим фильтр низких частот, т. е. фильтр, пропускающий низкие и подавляющий высокие частоты.
В качестве такого фильтра часто применяют так называемую интегрирующую цепь, изображенную на рис. 6-8. Передаточная функция этой цепи без нагрузки есть передаточная функция инерционного звена
где постоянная времени
выбирается в соответствии со значениями фильтрируемых частот.
Рис. 6-8. Интегрирующая цепь.
Указанная цепь носит название интегрирующей потому, что для сигналов, период изменения которых значительно меньше
выходной сигнал приблизительно равен интегралу от входного. Следует, однако, помнить, что в структурной схеме этой пассивной цепи отсутствует интегрирующее звено, а поэтому на низких частотах проявляются присущие этой цепи свойства инерционного звена.
Схемы, получаемые путем соединения дифференцирующих и интегрирующих цепей, называют интегро-дифференцирующими цепями.
На рис. 6-9 приведены три схемы интегродифференцирующих цепей. Передаточная функция этих цепей может быть представлена в виде:
где
для схемы а:
для схемы б
для схемы в
В отличие от схем двойного дифференцирования, где постоянные времени
Та значительно меньше постоянных времени
в интегродифференцирующих цепях выбирают
Поэтому асимптотическая амплитудная логарифмическая характеристика интегродифференцирующей
Рис. 6-9. Интегродифференцирующие цепи.
Рис. 6-10. Асимптотическая ЛАХ интегро-дифференцирующей цепи.
цепи имеет
представленный на рис. 6-10.
Для частот в диапазоне от
до
цепь обладает свойствами дифференцирующего звена, в диапазоне частот
ведет себя как инерционное звено, а для частот выше
как передаточное звено с коэффициентом усиления 1.
Дифференцирующие и интегрирующие цепи трактовались выше как элементы, предназначенные для создания опережения по фазе и фильтрации. Постановка и методы решения задачи синтеза корректирующих цепей, рассматриваемые в теории систем автоматического регулирования
требуют более широкой трактовки назначения корректирующих цепей: корректирующие цепи должны обеспечивать любые физически реализуемые характеристики, необходимые для получения заданных свойств замкнутых систем.