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  • 微分电路

    2021-01-20 00:23:02
    微分电路 微分电路是电子线路中常见的电路之一,弄清它的原理对我们看懂电路图、理解微分电路作用很有帮助,这里我们将对微分电路做一个简单介绍。图1给出了一个标准的微分电路形式。为表达方便,这里我们使输入为...
  • 输出电压与输入电压成微分关系的电路为微分电路,通常由电容和电阻组成;输出电压与输入电压成积分关系的电路为积分电路,通常由电阻和电容组成。
  • 积分电路和微分电路的特点1:积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波微分电路可以使使输入方波转换成尖脉冲波2:积分电路电阻串联在主电路中,电容在干路中微分则相反3:积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍...

    积分电路、微分电路可以分别产生尖脉冲和三角波形的响应

    积分电路和微分电路的特点
    1:积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波
    微分电路可以使使输入方波转换成尖脉冲波
    2:积分电路电阻串联在主电路中,电容在干路中
    微分则相反
    3:积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍输入脉冲宽度
    微分电路的时间常数t要小于或者等于1/10倍的输入脉冲宽度
    4:积分电路输入和输出成积分关系
    微分电路输入和输出成微分关系

     

    积分电路和微分电路当然是对信号求积分与求微分的电路了 它最简单的构成是一个运算放大器,一个电阻R和一个二极管C 运放的负极接地,正极接二极管,输出端Uo再与正极接接一个电阻就是微分电路,设正极输入Ui 则Uo=-RC(dUi/dt) 当二极管位置和电阻互换一下就是积分电路,Uo=-1/RC*(Ui对时间t的积分) 这两种电路就是用来求积分与微分的 方波输入积分电路积分出来就是三角波,你自己按照图形画一下不就行了,难道你不会对方波函数求积分与微分吗 如果你不会积分与微分,你也不必再学电路了 现在模拟电路已经被抛弃了,除了用来放大信号一无是处不过运放你一定要好好学习它的工作原理 


    微分电路微分电路是电子线路中最常见的电路之一,弄清它的原理对我们看懂电路图、理解微分电路的作用很有帮助,这里我们将对微分电路做一个简单介绍。图1给出了一个标准的微分电路形式。为表达方便,这里我们使输入为频率为50Hz的方波,经过微分电路后,输出为变化很陡峭的曲线。图2是用示波器显示的输入和输出的波形。   当第一个方波电压加在微分电路的两端(输入端)时,电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路(R、C)的规律可用下面的公式来表达(可参考右图): i = (V/R)e-(t/CR) i-充电电流(A); v-输入信号电压(V); R-电路电阻值(欧姆); C-电路电容值(F); e-自然对数常数(2.71828); t-信号电压作用时间(秒); CR-R、C常数(R*C)    由此我们可以看出输出部分即电阻上的电压为i*R,结合上面的计算,我们可以得出输出电压曲线计算公式为:iR = V[e-(t/CR)] 电路结构如图J-1,积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单,都是基于电容的冲放电原理,这里就不详细说了,这里要提的是电路的时间常数R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。   输出信号与输入信号的积分成正比的电路,称为积分电路。  原理:从图得,Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时,Uc=Oo.随后C充电,由于RC≥Tk,充电很慢,所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故  Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt  这就是输出Uo正比于输入Ui的积分(∫icdt)  RC电路的积分条件:RC≥Tk 

    因为微分电路的输出反映了输入端电压的变化情况,Vout=-(RC)*(Vin)'(Vout,输出电压;RC,时间常数;(Vin)',输入电压对时间求导数),类似于高等数学里面的微分。而积分电路的输出端则反应了输入端电压变化的总量,Vout=-(1/RC)*∫Vin dt,所以叫积分电路。

     

     

    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耦合电路了,一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。

    积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单,都是基于电容的冲放电原理,这里就不详细说了,这里要提的是电路的时间常数R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于

    转载于:https://www.cnblogs.com/Hello-Walker/archive/2012/06/09/2542924.html

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  • PCB技术中的微分电路

    2020-12-09 04:47:50
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    1、积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波
          微分电路可以使输入方波转换成尖脉冲波
    2、积分电路电阻串联在主电路中,电容在干路中
          微分则相反
    3、积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍输入脉冲宽度
          微分电路的时间常数t要小于或者等于1/10倍的输入脉冲宽度
    4、积分电路输入和输出成积分关系
          微分电路输入和输出成微分关系

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  • 完美微分电路的理解

    千次阅读 2017-02-23 10:07:54
    微分电路—顾名思义—可以对信号进行微分操即: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、模拟计算机和测量仪器中。最简单的微分电路由电容器C和电阻器R组成。在我们的课本中...

     —顾名思义—可以对信号进行微分操即:使输出电压与输入电压的时间变化率成比例的电路。

      主要用于脉冲电路、模拟计算机和测量仪器中。最简单的微分电路由电容器C和电阻器R组成。在我们的课本中会经常用微分电路可以将方波变为三角波(不太严谨,但是比较)。利用我们的数学知识(微分的特性),可以进行更加深入的认识:微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,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耦合电路了,一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。

      想想当年你学习模拟电子的时候,是不是瞬间感觉到你能对波形进行变换?现在回忆下微分线路的基本形式

      利用电流定理和虚短虚断的原理,不难得出输入输出关系

      基于以上原理,利用仿真软件可以更形象的看出输入和输出之间的关系(蓝色为输入,红色为输出)

      该类型的微分电路,特别是仿真软件中,各信号都是纯净的,不含有噪声。但是在现实的世界中,没有噪声的信号是不存在的;同时,该电路中的运放对交流信号有放大效果,同时网络为一高通滤波器,信号的相位滞后90°,基于以上三个原因,该系统可能不稳定,从而进入自激振荡的情况。因此,该电路还需要进一步改进。

      我们常见的微分电路会是这个类型

      在改进后的微分电路中,增加了输入电阻和反馈电容,相信这种电路在实际的模拟信号处理中会经常见到,正是由于这两个元件的引入,使信号产生了90°的相移,这样,就能是该系统保持稳定(这部分内容可参考模拟电子系统稳定性的内容)。

      但是该电路也并不是完美,它受输入信号的频率影响,当频率过高的时候,会变为积分电路。如果感兴趣的可以在仿真软件中进行测试。

      运放有一个明显的特征就是容易受到偏置电流的影响,为了让微分电路受其影响最小,通常我们会在正负输入端添加一个电阻,进行偏置电流的限制,典型电路如下

      有的时候还有在正向输入端增加一个偏置电阻,大小等于反馈电阻的大小。

      这样的电路是不是和书本的微分电路差距甚大?但是,究其原因,就是在基础电路的基础上解决各种现实问题所添加的元件。这种思路,相信对我们电子工程师来说,也是一种不错的思路。

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  • 积分电路和微分电路的工作原理

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    一、积分电路和微分电路概念 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。 积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿...

    一、积分电路和微分电路概念

            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。

            积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单,都是基于电容的冲放电原理,这里就不详细说了,这里要提的是电路的时间常数R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。

    二、积分电路概念效果图

    图1 积分电路

            当输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性可有下面的公式表达:

                                                                                   \large {\color{Red} i = (V/R)e^{-(t/CR)}}

    • i  --  充电电流(A)
    • V -- 输入信号电压(V)
    • C -- 电阻值(欧姆)
    • e -- 自然对数常数(2.71828)
    • t  --  信号电压作用时间(秒)
    • CR -- R、C常数(R*C)

            由此可以找出输出部分即电容上的电压为V-i*R,结合上面的计算,我们得出输出电压曲线计算公式为:

                                                                                    \large {\color{Red} Vc = V[1-e^{-(t/CR)}]}

    图2  输出电压曲线计算公式

    三、微分电路概念效果图

    图3 微分电路

            当第一个方波电压加在微分电路的两端(输入端)时,电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路(R、C)的规律可以用下面的公式来表达:

                                                                                   \large {\color{Red} }i = (V/R)e^{-(t/CR)}

    • i  --  充电电流(A)
    • V -- 输入信号电压(V)
    • C -- 电阻值(欧姆)
    • e -- 自然对数常数(2.71828)
    • t  --  信号电压作用时间(秒)
    • CR -- R、C常数(R*C)

            由此可以找出输出部分即电阻上的电压为 i*R,结合上面的计算,我们得出输出电压曲线计算公式为:

                                                                                    \large {\color{Red} }Vc = V[e^{-(t/CR)}]

    图4  输出电压曲线计算公式
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空空如也

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微分电路作用