ИНТЕГРИ́РУЮЩАЯ ЦЕПЬ

ИНТЕГРИ́РУЮЩАЯ ЦЕПЬ, уст­рой­ст­во, пред­на­зна­чен­ное для вы­пол­не­ния опе­ра­ции ин­тег­ри­ро­ва­ния по вре­ме­ни $t$ элек­трич. сиг­на­лов. Про­стей­шая И. ц. со­сто­ит из со­про­тив­ле­ния $R$ и кон­ден­са­то­ра ём­ко­стью $C$ (рис., а). Вход­ное $U_{\text{вх}}(t)$ и вы­ход­ное $U_{\text{вых}}(t)$ на­пря­же­ния свя­за­ны урав­не­ни­ем: $$U_{\text{вых}}(t)=τ^{-1}\int U_{\text{вх}}(t)dt - τ^{-1}\int U_{\text{вых}}(t)dt,$$ где $τ=RC$ – по­сто­ян­ная вре­ме­ни це­пи, ха­рак­те­ри­зую­щая ско­рость за­ряд­ки и раз­ряд­ки кон­ден­са­то­ра в И. ц. При по­да­че на вход це­поч­ки ко­рот­ко­го пря­мо­уголь­но­го им­пуль­са дли­тель­но­стью $T{≪}τ$ макс. вы­ход­ное на­пря­же­ние со­став­ля­ет толь­ко ма­лую часть вход­но­го: $U_{\text{вых}}(t)_{\text{макс}}≈ (T/τ )U_{\text{вх}}(t)_{\text{макс}}$ (рис., б). По­сле окон­ча­ния вход­но­го им­пуль­са за­ряд кон­ден­са­то­ра экс­по­нен­ци­аль­но умень­ша­ет­ся и прак­ти­че­ски ис­че­за­ет за вре­мя $≈3τ$. Т. о., на вы­хо­де И. ц. об­ра­зу­ет­ся рас­тя­ну­тый пи­ло­об­раз­ный им­пульс, по­это­му И. ц. на­зы­ва­ют уд­ли­няю­щей или сгла­жи­ваю­щей це­поч­кой. Ес­ли за вре­мя $τ$ ам­пли­ту­да и фа­за вход­но­го сиг­на­ла бы­ст­ро ме­ня­ют­ся, то вы­ход­ной сиг­нал про­пор­цио­на­лен ин­те­гра­лу от вход­но­го на­пря­же­ния:. Ана­ло­гич­ны­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ет И. ц., со­стоя­щая из ка­туш­ки ин­дук­тив­но­сти $L$ и со­про­тив­ле­ния $R$, с по­сто­ян­ной вре­мени $τ=L/R$. Про­цесс ин­тег­ри­ро­ва­ния про­ис­хо­дит тем точ­нее, чем боль­ше $τ$. Но при этом силь­но умень­ша­ет­ся ве­ли­чи­на $U_{\text{вых}}(t)$. Этот не­дос­та­ток уст­ра­ня­ют, при­сое­ди­няя $RC$-це­поч­ки к опе­ра­ци­он­но­му уси­ли­те­лю с от­ри­ца­тель­ной об­рат­ной свя­зью.

Интегрирующая цепь: а – принципиальная схема; б – форма импульса на входе (Uвх) и выходе (Uвых).

,

И. ц. сгла­жи­ва­ет бы­ст­рые скач­ки вход­но­го на­пря­же­ния, по­это­му её ис­поль­зу­ют как фильтр вы­со­ких час­тот для вы­де­ле­ния низ­ко­час­тот­ной со­став­ляю­щей сиг­на­ла. И. ц. при­ме­ня­ют в им­пульс­ных и циф­ро­вых уст­рой­ст­вах для уд­ли­не­ния им­пуль­сов, фор­ми­ро­ва­ния пи­ло­об­раз­но­го на­пря­же­ния, пре­об­ра­зо­ва­ния им­пуль­сов, мо­ду­ли­ро­ван­ных по дли­тель­но­сти, в ам­пли­туд­но-мо­ду­ли­ро­ван­ные им­пуль­сы. И. ц. с опе­ра­ци­он­ным уси­ли­те­лем ис­поль­зу­ют как ин­те­гра­то­ры в ана­ло­го­вых вы­чис­лит. уст­рой­ст­вах.