|
RC电路是由电阻器和电容器组成,一次RC电路由一个电阻器和一个电容器组成,他们组成的微分电路及积分电路是模拟电路中十分常见的,也是一个工程师必须掌握的,下面对其产生的条件和作用进行简单介绍。
1、积分电路的产生条件和原理
如图a,需要积分电路时间常数т=RC>> 输入信号的频率,即工作当中C1不会被充满也不会完全放电,输出信号幅度要小于输入信号幅度。电路仅对信号的缓慢变化部分感兴趣(矩形波平顶部分),忽略掉突变部分(上升沿和下降沿),这是由RC电路的延迟作用来实现的。可以将矩形波转变为矩形波。
因C1两端电压不能突变,在输入信号上升沿至平顶阶段,输入信号经R1对C1充电,C1两端电压因充电电荷的逐渐积累而缓慢上升;同样,在输入信号的下降沿及低电平时刻,C1通过R1放电,其上电压逐渐降低。由RC电路延迟效应,达到了波形变换的的目的。在此过程中,因C1的“迟缓反应”,忽视了信号的突变部分。
2、微分电路的产生条件和原理
如图b,需要微分电路时间常数т=RC <<输入信号的频率,即工作当中C1因其容量较小,充、放电速度极快,输出信号由此会出现双向尖峰(接近输入信号幅度)。电路仅对信号的突变量(矩形脉冲的上、下沿)感兴趣,而忽略掉缓慢变化部分(矩形波平顶部分)。微分电路则能将输入矩形波转变为尖波。
在输入信号上升沿到来瞬间,因C1两端电压不能突变(此时充电电流最大,电压降落在电阻R1两端),输出电压接近输入信号峰值(在输出端由耦合现象产生了高电平跳变);
因电路时间常数较小,在输入信号平顶信号的前段,C1已经充满电,R1因无充电电流经过,电压降为0V,输出信号快速衰减至0电位,直至输入信号下降沿时刻的到来;
下降沿时刻到来时,C1所充电荷经R1泄放。此时C1左端相当于接地(构成放电通路),则因电容两端电压不能突变之故,其右端瞬间出现负向最大电平(其绝对值接近输入信号峰值);
C1所充电荷经R1泄放完毕,R1因无充电电流经过,电压降为0V,输出负向电压快速升至0电位,知道下一个脉冲的上升沿再度到来。
在此过程中,微分电路取出了输入信号的突变部分,对其渐变部分视若无睹。
|
|