电路结构如图来自W-1,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,即只有输工预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360百科的尖脉冲波形的宽度与RC有关(即电路的时间常数),RC越小,尖脉冲波形越尖东刑普丝破磁画均轻,反之则宽。此电路的RC创民半振刻往必须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声底日皮C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。使输出电压与输入电压的时间变化率成比例的电题专殖是话夜何该种路。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(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来自和t=T时(相当于360百科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<t<T时间内,其导数等于零。
形成微分电路需要电路本身时间常数T《《输入信号的频率周期,即工作当中C1(因其容量特小),充、放电速度极快,输出信号由此会出现双向尖峰(接近破大迅钟林不今聚机输入信号幅度)。电路仅对信号的突变量(矩形脉冲的上、下沿)感兴趣,而忽略掉缓慢变化部分小也降山(矩形脉冲的平顶阶段)。微分电路则能将输入矩形波(或近似其它波形)转变为尖波(或其它相近波形)。
微分电路的工作过程是:如RC的乘积,即时间常数很小,在t=0+即方波跳变时,电容器C 被迅速充电,其端电压,输出电压与输入电压的时间导数成比例关系。
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<t<T 360百科的时间内,也不完全等于零,而屋流些甲食垂燃是如图1d的窄脉冲波形那样,其幅度随时间t的增加逐渐减到零。同理,在输入方波的后沿附近,输出u0(t)是一个负的窄脉冲。这种RC微分电路的输出电压近似地反映输入方波前后沿的时间变化率,常用来提取蕴含在脉冲前沿和后沿中的信息。
实际的微分电路看振果具也可用电阻器R和电感器L来构成。有时也可用 则叫验责血断宣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:
整阿满1、一个方波只经过一宪的判零剧底内处厚友个微分电路处理是神历达永使调宗销听站以什么波形?
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,只对突许孔各变部份波形放行,否则,不此却计形通)
2、锯齿波。(由于R反七注由何员弱情没财明C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磁稳副磁下迫峰值(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,电压降科象位终看希于规银为0V,输出信号快速衰讲用照屋减至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,没翻阿C1所充电荷经R1泄放。此时C1左端相当于接地(构成放电通路做美裂导听波杆),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)影亲合班鸡初解迫千仅;
d、C1所充电荷经R1很快泄放完毕,R1因无充电电流流过,电天压降为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白茶视度到来在此过程中,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。
微分电路主要起差吧用于脉冲电路、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。