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什么是RC微分电路?RC微分电路的工作原理是什么

2011-11-7 14:37:57  9384 RC微分电路 微分电路 运算放大器
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什么是微分电路:输出电压与输入电压的变化率成正比的电路。

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  电路结构如图,微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与R*C有关(即电路的时间常数),R*C越小,尖脉冲波形越尖,反之则宽。此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度,否则就失去了波形变换的作用,变为一般的RC合电路了,一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
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使输出电压与输入电压的时间变化率成比例的电路。微分电路主要用于脉冲电路、模拟计算机测量仪器中。最简单的微分电路由电容器C电阻器R组成(图1a)。若输入 ui(t)是一个理想的方波(图1b),则理想的微分电路输出 u0(t)是图1c的δ函数波:在t=0和t=T 时(相当于方波的前沿和后沿时刻), ui(t)的导数分别为正无穷大和负无穷大;在0<t<T 时间内,其导数等于0.



RC微分电路工作原理:
  微分电路的工作过程是:如RC的乘积,即时间常数很小,在t=0+即方波跳变时,电容器C 被迅速充电,其端电压,输出电压与输入电压的时间导数成比例关系。
  实用微分电路的输出波形和理想微分电路的不同。即使输入是理想的方波,在方波正跳变时,其输出电压幅度不可能是无穷大,也不会超过输入方波电压幅度E。在0<t<T 的时间内,也不完全等于零,而是如图1d的窄脉冲波形那样,其幅度随时间t的增加逐渐减到零。同理,在输入方波的后沿附近,输出u0(t)是一个负的窄脉冲。这种RC微分电路的输出电压近似地反映输入方波前后沿的时间变化率,常用来提取蕴含在脉冲前沿和后沿中的信息。
  实际的微分电路也可用电阻器R电感器L来构成(图2)。有时也可用 RC和运算放大器构成较复杂的微分电路,但实际应用很少。







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