积分电路
积分电路就是如下图的低通滤波电路,只是当VIN输入一个方波信号而且方波宽度tw远小于时间常数τ时就出现了积分效果。 通常,当τ≥3tw时就满足条件了。
RC低通滤波电路
(a)t=t1时刻,UI由0跳变到Um,由于电容两端电压不能突变,故UC=0,输出UO=UC=0。
(b)在t1~t2期间,输入电压UI= Um保持不变,电容C被充电, UC按指数规律上升。 由于电路的时间常数τ很大(τ≥tw),所以充电速度特别慢,在t1~t2期间, UC的上升仅仅是充电过程的开始一小段,可以近似认为线性增长,如下图中AB段所示。 可能有人就会问,τ
(c)当t= t2时,UI从Um下跳到0,相当于输入端短路,电容C通过电阻R开始放电,输出电压下降,直到下一个矩形脉冲的到来。
RC积分电路的工作特点是输入矩形脉冲的稳定部分,输出电压有明显的变化,而在输入矩形脉冲的跳变时刻,输出电压保持不变。 它对输入脉冲信号起到“突出恒定量,压低变化量”的作用。
积分电路工作波形图
微分电路
微分电路工作波形图
积分电路就是上图(a)的高通滤波电路,只是当Ui输入一个方波信号而且方波宽度tw远大于时间常数τ时就出现了微分效果。 通常,当τ≤1/5 tw时,可以满足条件了。
(a)当t
(b)在t=t1的瞬间,UI由0突变为Um,立即通过C和R。 从上图可知,UO= UI- UC,由于电容电压UC不能突变,此时UC仍为0,故有UO= UI= Um,即输出电压UO由0变为Um。
(c)在t1~t2期间,输入电压UI保持Um不变,由于电路时间常数τ很小(τ≤tw),所以,电容C被迅速充电, UC上升很快。 而输出电压UO= UI- UC,则迅速下降。 在t=t2之前, UC很快达到Um ,而UO也迅速下降为0,形成一个正的尖峰脉冲波。
(d)在t=t2时刻,UI从Um跳变到0,由于电容两端电压不会突变, UC仍为Um 。 所以, UO=UI- UC=- Um 。
(e)在t2时刻以后,同样因为电路时间常数τ很小,电容迅速放电, UO很快由- Um上升到0,形成一个负的尖峰脉冲波。
RC微分电路的输出脉冲反映了输入脉冲的变化部分,即反映了UI 在t1和t2时刻的跳变,此时输出电压的幅度最大; 而在t1~t2期间,输入电压保持不变,输出电压基本为0。 概括地说,微分电路能对输入脉冲起到“突出变化量、压低恒定量”的作用。
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