微分電路和積分電路在電路形式相近,微分電路輸出電壓取自電阻,而且RC時間常數(shù)與積分電路不同。在微分電路中,要求RC時間常遠(yuǎn)小于脈沖寬度Tx(即:τ=RC <> RC微分電路是對脈沖信號進(jìn)行變換的電路,通常把矩形脈沖信號變換成正、負(fù)雙向尖脈沖。在數(shù)學(xué)上,這種尖脈沖近似等于矩形波的微分形式,故有微分電路之稱。微分電路的特點是輸出能很快反映輸入信號的跳變成分。即它能把輸入信號中的突然變化部分選擇出來。其輸出的脈沖寬度很窄,與原來輸入脈沖寬度較寬的波形相比,包含有“微分”的意思。 RC微分電路輸出電壓的大小是由輸入電壓的變化量所決定的,即當(dāng)輸入電壓變化愈快,輸出電壓就愈大,當(dāng)輸入電壓不變時,輸出電壓也基本為0。 下圖a是微分電路及其輸入矩形脈沖信號波形(圖b),從電路中可以看出,微分電路和積分電路在電路結(jié)構(gòu)上電阻和電容的位置相反的。 微分電路 圖b:微分電路輸入矩形脈沖波形 當(dāng)輸入脈沖信號出現(xiàn)的時,輸入信號從零突然跳變到高電平,由于電容C1兩端的電壓不能突變,C1相當(dāng)于短接,相當(dāng)于輸入信號Ui直接加在R1上,此時輸出信號電壓等于輸入脈沖電壓,即:Uo=Ui。 輸入脈沖電壓跳變以后,輸入脈沖繼續(xù)加在C1和R1上,其充電電流回路依然是經(jīng)過C1電容和R1電阻到地,在C1電容上充到左正右負(fù)的電壓,流過R1的電流為從上而下,所以輸出的信號電壓為正。 充電結(jié)束后,輸入脈沖信號依然為高電平,由于C1上充到了等于輸入脈沖峰值的電壓,電路中電流減小到零,R1上的電壓也降為零,此時輸出的電壓信號為0V,于是輸出就形成了一個正尖脈沖,如下圖c所示。 圖c:微分電路輸出波形 當(dāng)輸入脈沖從高電平跳變到低電平的時,輸入端的電壓跳變?yōu)?,這時微分電路相當(dāng)于輸入端對地短接。這時,C1兩端的電壓不能突變,由于C1左端相當(dāng)于接地,這樣C1右端的負(fù)電壓為輸出信號電壓,其值等于C1上已充到的電壓值。 輸入脈沖從高電平跳變到低電平以后,電路開始放電,由于放電回路的時間常數(shù)很小,放電也就很快結(jié)束了。放電電流從下往上流過R1,輸出信號電壓為負(fù)。放電使C1電容上的電壓減小,放電電流減小直到為0。于是輸出就形成了個負(fù)尖脈沖,如上圖c所示。 當(dāng)下一個輸入脈沖到來,電路又開始下一個循環(huán)。 微分電路的主要作用:提取脈沖前沿、高通濾波、改變相角(加)。 |
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