微分电路与积分电路分析
|
在数字电路中,经常会碰到如图4-16所示的波形,此波形称为矩形脉冲信号。其中
图4-16 脉冲信号 在图4-17所示电路中,激励源
图4-17 微分电路图 因为t<0时,
图4-18 微分电路的ui与uO波形 由于
在图4-19所示电路中,激励源
图4-19 积分电路图 图4-20 积分电路的ui与uo波形 【例4-6】 在图4-21(a)所示电路中,输入信号
图4-21 电路图图 解:① 因为
|
为脉冲幅度,
为脉冲宽度,
为脉冲周期。
为一矩形脉冲信号,响应是从电阻两端取出的电压,即
,电路时间常数小于脉冲信号的脉宽,通常取
。
,而在t = 0 时,
突变到
,且在0< t < t1期间有:
,相当于在RC串联电路上接了一个恒压源,这实际上就是RC串联电路的零状态响应:
。由于
,则由图4-17电路可知
。所以
,即:输出电压产生了突变,从0 V突跳到
。
,所以电容充电极快。当
时,有
,则
。故在
期间内,电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号,如图4-18所示。
时刻,
又突变到0 V,且在
期间有:
。
时,
,故
。
,所以电容的放电过程极快。当
时,有
,使
,故在
为一周期性的矩形脉冲波信号,则
也就为同一周期正负尖脉冲波信号,如图4-18所示。
。
,且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽,通常取
。
时,
,在t =0时刻
时,仍有
,
。在
期间内,
,此时为RC串联状态的零状态响应,即
。
,所以电容充电极慢。当
。电容尚未充电至稳态时,输入信号已经发生了突变,从
,此时为RC串联电路的零输入响应状态,即
。
,所以电容从
处开始放电。因为
,放电进行得极慢,当电容电压还未衰减到
时,
又发生了突变并周而复始地进行。这样,在输出端就得到一个锯齿波信号,如图4-20所示。
越大,充、放进行得越缓慢,锯齿波信号的线性就越好。
是对
。
时;② 当
时。
,所以
,
,显然,此时电路是一个微分电路,其输出电压波形如图4-22(a)所示。
,但
很接近于
。所以电容充电较慢,即
。
,所以当
时,
,
;
时,
。
已从10 V突跳到0 V,则电容要经电阻放电,即
。
。
时,
;
时,
。
越大时,
波形就越接近于





