微分電路和積分電路在電路形式上與RC移相電路是相同的,但當RC時間常數不同、輸入信號不同時,
電路的功能是不同的。在RC電路分析中,有時要用到時間常數的概念,時間常數是電容量與電阻值之積。在
電容量大小不變時,電阻值大小決定了時間常數的大小。電阻值不變時電容量的大小決定了時間常數大小。
微分電路與積分電路在電路結構上只是將電阻和電容的位置互換,輸出信號是取自電阻上,微分電路
的工作原理:
《1》在微分電路中,要求RC時間常數遠小于脈沖寬度,這一點與積分電路相反。
《2》當輸入信號脈沖沒有出現時,輸入信號電壓為零,所以輸出信號電壓為零。
《3》當輸入脈沖出現時,輸入信號從零突然跳變到高電平,由于電容兩端的電壓不能突變,電容相
當于短接,相當于輸入脈沖直接加在電阻上,此時輸出信號電壓等于輸入脈沖電壓。
《4》在輸入脈沖跳變后,輸入脈沖繼續加在電容和電阻上,其充電電流回路仍然是經電容和電阻到
地,在電容上充到左正右負的電壓,流過電阻的電流為從上而下,所以輸出信號電壓為正。由于RC時間常數
很小,遠小于脈沖寬度,所以充電很快結束。在充電過程中,充電電流是從最大到零變化的,流過電阻的電流
是充電電流,這樣在電阻上的輸出信號電壓也是從最大到零變化的。在充電結束后,輸入脈沖仍然為高電平,
由于電容上充到等于輸入脈沖峰值電壓,電路中沒有電流電阻上的電壓降為零,所以此時輸出信號電壓為零。
《5》當輸入脈沖從高電平跳變到低電平時,輸入端的電壓為零,這時的微分電路相當于輸入端對地
短接。此時電容兩端的電壓不能突變,由于電容左端相當于接地,這樣電容右端負電壓為輸出信號電壓,輸
出電壓為負且最大,其值等于電容上已充到的電壓。在輸入脈沖從高電平跳變到低電平之后,電路開始放電,
由于放電回路的時間常數很小,放電很快結束。放電電流從下而上地流過電阻,輸出信號電壓為負。放電使
電容上電壓減小,放電電流減小直至為零,這樣輸出信號電壓從負的最大狀態減小到為零狀態。
《6》當第二個輸入脈沖到來后,電路開始第二次循環。
《7》通過微分電路將輸入的矩形脈沖變成了尖頂脈沖,微分電路能夠取出輸入信號中的突變成分,
即取出輸入信號中的高頻成分,去掉低頻成分,這一點與積分相反。
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