微分電路—顧名思義—可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行微分操即:使輸出電壓與輸入電壓的時(shí)間變化率成比例的電路。
微分電路主要用于脈沖電路、模擬計(jì)算機(jī)和測(cè)量?jī)x器中。最簡(jiǎn)單的微分電路由電容器C和電阻器R組成。在我們的課本中會(huì)經(jīng)常用微分電路可以將方波變?yōu)槿遣ǎú惶珖?yán)謹(jǐn),但是比較)。利用我們的數(shù)學(xué)知識(shí)(微分的特性),可以進(jìn)行更加深入的認(rèn)識(shí):微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波,輸出波形只反映輸入波形的突變部分,即只有輸入波形發(fā)生突變的瞬間才有輸出。而對(duì)恒定部分則沒(méi)有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度與R*C有關(guān)(即電路的時(shí)間常數(shù)),R*C越小,尖脈沖波形越尖,反之則寬。此電路的R*C必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于輸入波形的寬度,否則就失去了波形變換的作用,變?yōu)橐话愕腞C耦合電路了,一般R*C少于或等于輸入波形寬度的1/10就可以了。
微分電路的作用
微分電路的作用是突出信號(hào)中的突變量(信號(hào)中的突變量對(duì)應(yīng)的是高頻信號(hào)),當(dāng)突變信號(hào)到來(lái)時(shí)提醒。在自控原理中用來(lái)加快響應(yīng)。
微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波,主要用于脈沖電路、模擬計(jì)算機(jī)和測(cè)量?jī)x器中,以獲取蘊(yùn)含在脈沖前沿和后沿中的信息,例如提取時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)等。
微分電路是電子線路中最常見(jiàn)的電路之一,弄清它的原理對(duì)我們看懂電路圖、理解微分電路的作用很有幫助,這里我們將對(duì)微分電路做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。圖1給出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的微分電路形式。為表達(dá)方便,這里我們使輸入為頻率為50Hz的方波,經(jīng)過(guò)微分電路后,輸出為變化很陡峭的曲線。圖是用示波器顯示的輸入和輸出的波形。
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)方波電壓加在微分電路的兩端(輸入端)時(shí),電容C上的電壓開(kāi)始因充電而增加。而流過(guò)電容C的電流則隨著充電電壓的上升而下降。電流經(jīng)過(guò)微分電路(R、C)的規(guī)律可用下面的公式來(lái)表達(dá)
i-充電電流(A);
v-輸入信號(hào)電壓(V); ?
R-電路電阻值(歐姆); ?
C-電路電容值(F);
e-自然對(duì)數(shù)常數(shù)(2.71828); ?
t-信號(hào)電壓作用時(shí)間(秒); ?
CR-R、C常數(shù)(R*C)
由此我們可以看出輸出部分即電阻上的電壓為i*R,結(jié)合上面的計(jì)算,我們可以得出輸出電壓曲線計(jì)算公式為(其曲線見(jiàn)下圖):
評(píng)論