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RC微分电路的作用_RC微分电路原理(转载)

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发表于 2020-4-23 10:45:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 水手 于 2020-4-23 10:48 AM 编辑

RC微分电路简介

 RC微分电路,就是一种应用十分广泛的对脉冲信号进行变换的电路,它通常把矩形脉冲信号变换成正、负双向尖脉冲。在数学上,这种尖脉冲近似等于矩形波的微分形式,故有微分电路之称。微分电路的特点是输出能很快反映输入信号的跳变成分。即它能把输入信号中的突然变化部分选择出来。其输出的脉冲宽度很窄,与原来输入脉冲宽度较宽的波形相比,包含有“微分”的意思。

  RC微分电路的特点

  RC微分电路的输出脉冲反映了输入脉冲变化部分,即反映了Ui在tl和t2时刻的跳变部分,也就是说,它能够起“突出变化量”,“压低恒定量”的作用。在数学上,“微分”可以反映变化的快慢,因此这一电路叫“微分电路”。它的输出电压的大小是由输入电压的变化量所决定的,即当输入电压变化愈快,输出电压就愈大,当输入电压不变时,输山电压也基本为0。

RC微分电路的工作原理

 RC微分电路如下图所示,电容C与电阻R的串联作为输入端,电阻R两端为输出端,即满足Uo=Ui-Ue,由于电路中有电容C和电阻R存在,故在外加电压的作用下,存在着的充、放电过程。当矩形脉冲输入端后,在输出端可得到一对正、负尖脉冲。

 微分电路的工作原理

 当t=tl时,输入矩形波的电压Ui从零突然上眺到E,如下图(a)所示,这就相当于在RC回路中突然接通一个电压为E的“电池”。由于电容C两端的电压不能突变,也就是电容器上的电压需要经过一个充电过程才逐渐上升,如下图(b)所示。在tl时刻,电容C两端的电压Ue=0,于是Ui全部落在电阻R上,因此tl时刻的输出电压Uo=Ui=E。

  从tl以后到t2以前时刻,输入电压Ui=E开始对电容C充电,电容C两端的电压,按指数规律上升,而电阻R两端的输出电压按指数规律逐渐下降。RC电路的时间常数称之为T,T=R.C,T的单位为秒(s)、R的电阻器两端的(等效)电阻值,单位为欧(Q)、C的电容器的电容量,单位为法(F)。若T值很小,使Uc很快充电到接近输入电压的幅度E时,由于Uo=Ui-Uc,就使Uo很快下降到零,于是输出Uo就形成一个正尖脉冲。如下图(c)所示。

 在t2时刻输入电压Ui由E突然下跳到零;这就相当于在RC回路中,将“电池”E突然去掉,而短路线代替。此时的电容C两端的电压Uc=E又不能突变,它要通过电阻R进行一个放电阶段,因此电容两端的电压Uc便全部降落在电阻R两端,所以t2时刻的输出电压Uo=Uc=E。而从放电回路看,由于放电电流反向与充电电流反向相反,所以输出电压U0=-E。

 在t2以后到第二个输入脉冲到来之前,在这段时间里,输入电压Ui=0,相当于输入端短路。而电容C两端的电压Uc对电阻R按指数规律进行放电,电阻两端电压Uo从-E很快地按指数规律上升,当电容放电即将结束,即Uc=0时,则电阻R两端的输出电压Uo也接近了0。于是在输出端就形成了一个负脉冲。如下图(c)所示。

 以后当第二个矩形脉冲输入时,将重复上述过程,即每输入一个矩形脉冲,在微分电路的输出端就能得到一对正、负尖脉冲。

  RC微分电路起什么作用

  1.提取脉冲前沿

 2.高通滤波

  3.改变相角(加)

  RC微分电路图

  它与RC耦合电路(如图T1603所示)的区别就在于前者的时间常数τ(=RC)很小。假定该电路的输入信号是图T1604(a)所示的矩形波,那么,在t1刻电容C因电压不能突变而使uC)=0,所以,此时刻R上的输出电压uo等于E(见图T1604(c))。此后uC按指数规律上升到E,相应地,u0由E下降至零。在t2刻,外加信号为零uC仍为E,致使输出电压跳变到-E,随着电容放电,uC逐渐上升到零。待下一个矩形脉冲来到后,再重复以上过程。uC,uO波形分别如图T1604(b)(c)所示。

 由此可知,微分电路的特点是能突出反映输入信号的跳变部分。根据这个特点,可把信号中跳变部分转变为尖脉冲而加以利用。,就可把该电路视为微分电路。


原文链接:http://www.elecfans.com/d/653116.html




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发表于 2020-4-23 13:29:56 | 显示全部楼层
不错的讲解。

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高速电路PCB网管理员。www.gaosupcb.com
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