一文读懂无源RC微分器电路

2023-3-13 17:34:02 1251 电容器放电电路微分器

0 　　对于无源 RC 微分器电路，输入连接到电容器，而输出电压取自与 RC 积分器电路完全相反的电阻两端。　　如果看看R上的分压会是什么样呢？　　其实这个想法最终的实现就是“RC微分电路”，道理呢也非常简单，把RC这条之路看成一个二端口网络，那么其电压就是输入电压Vin。既然C上的电压是积分形式的：　　那R上的电压就是微分的形式。　　RC 微分器电路　　对于 RC 微分器电路，输入信号施加到电容器的一侧，输出跨接在电阻器上，然后 V OUT等于 V R。由于电容器是频率相关元件，因此在极板上建立的电荷量等于电流的时域积分。也就是说，电容器需要一定的时间才能充满电，因为电容器不能瞬间充电，只能按指数方式充电。　　电阻电压　　前面我们说过，对于RC微分器，输出等于电阻两端的电压，即：VOUT等于VR并且是一个电阻，输出电压可以瞬时变化。　　然而，电容器两端的电压不能立即改变，而是取决于电容值 C，因为它试图在其极板上存储电荷 Q。然后流入电容器的电流，即它取决于其极板上电荷的变化率。因此，电容器电流与电压不成正比，而是与其时间变化成正比： i = dQ/dt。　　由于电容器板上的电荷量等于Q = C x Vc，即电容乘以电压，我们可以推导出电容器电流的方程式　　电容电流：　　因为RC串联，那么流过电阻R的电流也为i（t）。　　则对于电阻的电压：　　上式其实就是RC微分电路的公式。　　而RC常数就是固定常量RC。　　简单仿真单脉冲输入　　简单仿真一下，我们用一个脉宽为1ms的1V方波给该电路充电：充电波形　　再看一下输出的电阻上的波形：　　可以看到电阻上一开始是接近于输入电压的波形，后面慢慢减小。　　再根据RC放电电路的知识，我们知道，在一τ的时间，也就是一个RC，电压应该下降到0.37V如下图（τ=1ms）　　我们在图上实测一下：　　总结　　我们已经在本RC 微分器　　教程中看到，输入信号施加到电容器的一侧，输出信号跨接在电阻器上。微分器电路用于为定时电路应用产生触发或尖峰脉冲。　　当方波阶跃输入应用于此 RC 电路时，它会在输出端产生完全不同的波形。输出波形的形状取决于输入方波的周期时间 T（因此频率为 ƒ）和电路的 RC 时间常数值。　　当输入波形的周期时间也相似或短于（更高频率）电路 RC 时间常数时，输出波形类似于输入波形，即方波轮廓。当输入波形的周期时间远长于（较低频率）电路 RC 时间常数时，输出波形类似于窄的正尖峰和负尖峰。　　输出端的正尖峰由输入方波的前沿产生，而输出端的负尖峰由输入方波的下降沿产生。然后 RC 微分电路的输出取决于输入电压的变化率，因为效果与微分的数学函数非常相似。原作者：硬件工程师Jack 0
2023-3-13 17:34:02　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 一文详解RC微分电路 4399 • RC微分电路原理 0 • RC微分电路的作用_RC微分电路原理 111349 • RC无源滤波器电路 18679 • 一文读懂PON无源光网络 5796 • 一文读懂基于IPD技术的各种无源器件 34116 • RC无源滤波电路 3623 • RC无源滤波电路介绍_RC无源滤波电路及其原理 155850 • 一文读懂RLC无源滤波电路设计全过程 2349 • 什么是RC微分电路?RC微分电路的工作原理是什么 15623