微分電路

微分電路

電子學名詞
微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波,此電路的輸出波形隻反映輸入波形的突變部分,即隻有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出。而對恒定部分則沒有輸出。輸出的尖脈沖波形的寬度與RC有關(即電路的時間常數),RC越小,尖脈沖波形越尖,反之則寬。此電路的RC必須少于輸入波形的寬度,否則就失去了波形變換的作用,變為一般的RC耦合電路了,一般RC少于或等于輸入波形寬度的1/10就可以了。使輸出電壓與輸入電壓的時間變化率成比例的電路。微分電路主要用于脈沖電路、模拟計算機和測量儀器中。
    中文名:微分電路 外文名: 适用領域: 所屬學科:電子

定義

最簡單的微分電路由電容器C和電阻器R組成(圖1a)。若輸入ui(t)是一個理想的方波(圖1b),則理想的微分電路輸出u0(t)是圖1c的δ函數波:在t=0和t=T時(相當于方波的前沿和後沿時刻),ui(t)的導數分别為正無窮大和負無窮大;在0

工作過程

實用微分電路的輸出波形和理想微分電路的不同。即使輸入是理想的方波,在方波正跳變時,其輸出電壓幅度不可能是無窮大,也不會超過輸入方波電壓幅度E。在0<tT的時間内,也不完全等于零,而是如圖1d的窄脈沖波形那樣,其幅度随時間t的增加逐漸減到零。同理,在輸入方波的後沿附近,輸出u0(t)是一個負的窄脈沖。這種RC微分電路的輸出電壓近似地反映輸入方波前後沿的時間變化率,常用來提取蘊含在脈沖前沿和後沿中的信息。

實際的微分電路也可用電阻器R和電感器L來構成(圖2)。有時也可用RC和運算放大器構成較複雜的微分電路,但實際應用很少。

用運算放大器構造的微分電路可能存在飽和現象,導緻輸出與輸入電壓之間不滿足微分關系,使微分電路失去應有性能。

應用實例:

1、一個方波隻經過一個微分電路處理是什麼波形?

2、一個方波隻經過一個積分電路處理是什麼波形?

3、一個方波先經過一個微分電路;後經過一個積分電路處理又是什麼波形?

答:1、其上、下沿處為正負尖波。(由于RC時間常數較小,隻對突變部份波形放行,否則,不通)

2、鋸齒波。(由于RC時間常數較大,對突變部份波形反應遲鈍,有平滑方波棱廓的作用)

3、類似于“草垛波”。(其波形為左高右低,要根據方波持續的時間和積分電路的RC時間常數而論)

應用

微分電路主要用于脈沖電路、模拟計算機和測量儀器中,以獲取蘊含在脈沖前沿和後沿中的信息,例如提取時基标準信号等。

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