矩形脉冲
最简单的微分电路由电容器C和电阻器R组成(图1a)。若输入ui(t)是一个理想的方波(图1b),则理想的微分电路输出u0(t)是图1c的δ函数波:在t=0和t=T时(相当于方波的前沿和后沿时刻),ui(t)的导数分别为正无穷大和负无穷大;在0 微分电路 实用微分电路的输出波形和理想微分电路的不同。即使输入是理想的方波,在方波正跳变时,其输出电压幅度不可能是无穷大,也不会超过输入方波电压幅度E。在0 实际的微分电路也可用电阻器R和电感器L来构成。有时也可用 RC和运算放大器构成较复杂的微分电路,但实际应用很少。 应用实例: 1、一个方波只经过一个微分电路处理是什么波形? 2、一个方波只经过一个积分电路处理是什么波形? 3、一个方波先经过一个微分电路;后经过一个积分电路处理又是什么波形? 答:1、其上、下沿处为正负尖波。(由于RC时间常数较小,只对突变部份波形放行,否则,不通) 2、锯齿波。(由于RC时间常数较大,对突变部份波形反应迟钝,有平滑方波棱廓的作用) 3、类似于“草垛波”。(其波形为左高右低,要根据方波持续的时间和积分电路的RC时间常数而论) a、在输入信号上升沿到来瞬间,因C1两端电压不能实变(此时充电电流最大,电压降落在电阻R1两端),输出电压接近输入信号峰值(在输出端由耦合现象产生了高电平跳变); b、因电路时间常数较小,在输入信号平顶信号的前段,C1已经充满电,R1因无充电电流流过,电压降为0V,输出信号快速衰减至0电位,直至输入信号下降沿时刻的到来; c、下降沿时刻到来时,C1所充电荷经R1泄放。此时C1左端相当于接地(构成放电通路),则因电容两端电压能突变之故,其右端瞬间出现负向最大电平(其绝对值接近输入信号峰值); d、C1所充电荷经R1很快泄放完毕,R1因无充电电流流过,电压降为0V,输出负向电压信号快速升至0电位,直到下一个脉冲的上升沿再度到来在此过程中,微分电路取出了输入信号的突变(上升沿与下降沿)部分,对其渐变部分视若无膳。 微分电路主要用于脉冲电路、模拟计算机和测量仪器中,以获取蕴含在脉冲前沿和后沿中的信息,例如提取时基标准信号等。