積分電路和微分電路在波形產(chǎn)生及變換電路中用的很廣,簡單的積分電路和微分電路只有一個電阻和電容即可構(gòu)成。下面我們來介紹一下積分電路和微分電路的基本工作原理及用途。 1、積分電路上圖是一個采用電阻和電容構(gòu)成的簡單的積分電路,其在各種波形變換電路中用的很廣,該電路可以將輸入端的方波信號(可由方波發(fā)生器產(chǎn)生)轉(zhuǎn)為三角波或斜波并從電容C1兩端輸出。積分電路的積分時間常數(shù)τ=R1C1,R1和C1的取值很重要,一般只有在積分時間常數(shù)τ≥10倍輸入脈沖寬度時上述的阻容電路才是積分電路,才可以實現(xiàn)積分功能。 上圖中,假設輸入信號為方波,并且積分時間常數(shù)大于輸入脈沖寬度,在方波信號的正半周時,通過R1對C1充電,C1兩端的電壓逐漸增大;輸入方波的負半周時,C1通過R1放電,C1兩端電壓又開始下降,波形如上圖所示。上述這種簡單的積分電路只在充電曲線的初始部分,輸出電壓與輸入波形的時間間隔成線性關(guān)系,隨著時間的增加,積分誤差將逐漸增大,故一些要求較高的積分電路常采用運算放大器來設計。 上圖所示的積分電路采用運算放大器設計,其積分運算精度及帶負載能力皆顯著優(yōu)于阻容分立元件構(gòu)成的積分電路。 2、微分電路微分是積分的逆運算,故將積分電路中的電阻和電容位置調(diào)換一下即可構(gòu)成微分電路。阻容微分電路看起來與阻容耦合電路差不多,它們的區(qū)別就是電阻和電容的取值不同。只有微分時間常數(shù)τ≤10倍輸入脈沖寬度時,這種阻容電路才是微分電路。若電路的時間常數(shù)遠大于輸入脈沖寬度,電路將成為阻容耦合電路。 微分電路可以將方波信號轉(zhuǎn)為尖脈沖(微分電路的輸出波形如上圖所示),這在各種脈沖觸發(fā)及控制電路中很常用。譬如數(shù)字電路中各種觸發(fā)器的觸發(fā)與復位,就經(jīng)常采用這種簡單的阻容微分電路來產(chǎn)生正負觸發(fā)脈沖。 |
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