תגובת רשת מעבירה גבוהים לאות מדרגה ודופק- H.P.F

•        תגובה לאות מדרגה

הרשת מעבירת הגבוהים הבסיסית והנפוצה ביותר היא שוב רשת RC. אלא שהפעם מתח המוצא הוא המתח על גבי הנגד ולא על פני הקבל כמתואר בציור

כפי שמרמז שמה, הרשת הזו מעבירה אותות סינוסואידליים בתדר גבוה ומנתחת אותות כאלה בתדר נמוך. מכאן שמה:HP-High Pass.כאמור לא נדון כאן בתכונות התדר

עתה נניח שלמעגל באיור מזינים אות מדרגה. הקבל יייטען לפי המשוואה שלמדנו. כל שנותר הוא לחשב את מתח המוצא, כלומר, את המתח על פני הנגד – כהפרש המתחים בין מתח המבוא לבין מתח הקבל:

ומכיוון שעבור הזמן t>0 קיים Vi(t)=Vs

נקבל:

המשוואה הזו מתארת את הביטוי הכללי למתח המוצא במוצא מעביר גבוהים, בתלות בזמן. באיור הבא מתוארות צורות הגל במבוא ובמוצא של המעגל שתואר במעגל הקודם.

באיור למעלה מצויין גם המתח עבור הזמן טאו t=T  ולפי המשוואה שלמדנו קיים קשר

כלומר מתח המוצא יורד לכדי 37% מערכו ההתחלתי, שהוא Vs.
מתח הקבל, שמלכתחילה לא היה טעון, אינו יכול לקפוץ, והוא נשאר אפס גם ברגע t=0+.
לכן, כל מתח המבוא -בשיעור- Vs נופל על הנגד במוצא דהיינו Vo+=Vs.

מרג זה ואילך הקבל נטען בצורה מעריכית, ובהתאם, מתח המוצא (על הנגד) דועך
בצורה מעריכים בהתאם למשווה שלמדנו.

בדומה למה שחישבנו עבור מעביר הנמוכים, עבור            , מתח המוצא של מעביר הגבוהים יורד לפחות מ 1% מערכו ההתחלתי.

תגובת מעגלי HP לדופק

באיור 8.12 מתואר מעגל HP, שמתח המבוא שלו הוא דופק ריבועי
כמתואר באיור. נניח כי הקבל לא היה טעון לפני קפיצת המתח של 10V ברגע t=0

 נשתמש שוב במשוואת הדפקים היסודית, כדי לבטא את
מתח המוצא בתלות בזמן. לשם כך עלינו לחשב, כאמור, את V0+, V∞,
ו טאו. נניח כי רוחב הדופק הוא 1ms.

כעבור זמן רב מקבלים כי 0=V אינסוף. קבוע הזמן של המעגל הוא

עתה נציב במשוואת הדפקים היסודית את V0+ו Vאינסוף ונקבל:

נתח המוצא משתנה בצורה מעריכית זו, עד קפיצת המתח במבוא ברגע t=1ms. ברגכ זה מתרחשת קפיצת מתח שלילית )-10V(. נשתמש שוב במשוואת הדפקים היסודית, כדי לחשב את מתח המוצא לאחר קפיצת המתח.Vo+ הוא עתה ערך מתח המוצא- זמן קצר לאחר קפיצת המתח השלילית ברגע t=1ms. מתח המוצא זמן קצר לפני קפיצת המתח הזו הוא:

מאחר שמעגל HP מעביר למוצא את קפיצות המתח במבוא, תתקבל עתה גם במוצא קפיצת מתח שלילית (-10V) לכן

לאחר הקפיצה השלילית, מתאפס מתח המבוא, ואילו מתח המוצא יתאפס כעבור זמן “אינסופי” (הקבל במעגל שבאיור פורק את מטענו דרך הנגד), ולכן נקבל 0=∞V   

נציב זאת במשוואת הדפקים היסודית ונקבל:

צורת הגל, במבוא ובמוצא מתוארות באיור הבא

אנו רואים כי מתח המוצא קטן בצורה מעריכית לאחר קפיצת המתח ברגע t=0, עד הרגע t=1ms. ברגע זה יש קפיצה שלילית במתח המבוא, וכתוצאה מכך יש גם קפיצה שלילת במתח המוצא. מתח המוצא שוב קטן – בערכו המוחלט- בצורה מעריכית, וכעבור זמן “אינסופי” הוא מתאפס.

• נתונים שלושה מעגלי HP, בעלי קבועי זמן שונים. מתח המבוא של כל אחד מהם הוא הדופק הריבועי שבאיור 8.14. רוחב הדופק הוא T, ונתון כי :
• 

סרטט באופן איכותי את מתח המוצא- בתלות בזמן- של כל אחד מן המעגלים האלה

                       נתונה השאלה הבאה

א.שרטטו מעגל טורי – הכולל נגד וקבל- המתאים לנתונים בשאלה.

ב.קבעו ערכים עבור הקבל והנגד.