信号滤波器
时间: 2024-07-20 03:28:25 | 作者: 信号滤波器
,在些电路中, 电阻R和电容C的取值不同、输入和输出联系和处理的波形之间的联系,产生了的 不同使用,下面别离谈谈微分电路、积分电路、耦合电路、脉冲分压器以及滤波电路。
如图1所示,电阻R和电容C串联后接入输入信号VI,由电阻R输出信号VO,当RC 数值与输入方波宽度tW之间满意:RC《《tW,这种电路就称为微分电路。在 R两头(输出端)得到正、负相间的尖脉冲,并且发生在方波的上升沿和下降沿,如图2 所示。
在t=t1时,VI由0Vm,因电容上电压不能骤变(来不及充电,相当于短 路,VC=0),输入电压VI全降在电阻R上,即VO=VR=VI=V m 。随后(t》t1),电容C的电压按指数规则快充上升,输出电压随之按指数规 律下降(因VO=VI-VC=Vm-VC),通过大约3(=R × C)时,VCVm,VO0,(RC)的值愈小,此进程愈快,输出正 脉冲愈窄。
t=t2时,VI由Vm0,相当于输入端被短路,电容原先充有左正右负的电压V m开端按指数规则经电阻R放电,刚开端,电容C来不及放电,他的左端(正电)接地 ,所以VO=-Vm,之后VO随电容的放电也按指数规则减小,相同通过大 约3后,放电结束,输出一个负脉冲。
只需脉冲宽度tW》(5~10),在tW时间内,电容C已完结充电或放电(约需3 ),输出端就能输出正负尖脉冲,才干成为微分电路,因此电路的充放电时间常数有必要 满意:(1/5~1/10)tW,这是微分电路的必要条件。
由于输出波形VO与输入波形VI之间刚好契合微分运算的成果[VO=RC( dVI/dt)],即输出波形是取输入波形的改变部分。假如将VI按傅里叶级打开 ,进行微分运算的成果,也将是VO的表达式。他大多数都用在对杂乱波形的别离和分频器 ,如从电视信号的复合同步脉冲别离出行同步脉冲和时钟的倍频使用。
图1中,假如电路时间常数(RC)》》tW,他将变成一个RC耦合电路。输 出波形与输入波形相同。如图3所示。
(4)t=t3时,因电容还来不及放完电,积累了必定电荷,第二个方波到来,电阻上的电 压就不是Vm,而是VR=Vm-VC(VC0),这样第二个输出 方波比第一个输出方 波稍微往下平移,第三个输出方波比第二个输出方波又稍微往下平移,,最终,当输出波 形的正半周“面积”与负半周“面积”持平时,就达到了安稳状况。也便是电容在一个周期 内充得的电荷与放掉的电荷持平时,输出波形就安稳不再平移,电容上的均匀电压等于输入 信号中电压的直流重量(使用C的隔直效果),把输入信号往下平移这个直流重量,便得到 输出波形,起到传送输入信号的沟通成分,因此是一个耦合电路。
以上的微分电路与耦合电路,在电路形式上是相同的,关键是tW与的联系,下面比 较一下与方波周期T(T》tW)不一起的成果,如图4所示。在这三种景象中,由于电 容C的隔直效果,输出波形都是一个周期内正、负“面积”持平,即其均匀值为0,不再含有 直流成份。
①当》》T时,电容C的充放电十分缓慢,其输出波形近似抱负方波,是抱负耦合电路。
②当=T时,电容C有必定的充放电,其输出波形的平顶部分有必定的下降或上升,不是 抱负方波。
③当《《T时,电容C在极短时间内(tW)已充放电结束,因此输出波形为上下尖脉 冲,是微分电路。
如图5所示,电阻R和电容C串联接入输入信号VI,由电容C输出信号V0,当RC ()数值与输入方波宽度tW之间满意:》》tW,这种电路称为积分电路。在
(3)t=t2时,VI由Vm0,相当于输入端被短路,电容原先充有左正右负电 压VI(VI《Vm)经R缓慢放电,VO(VC)按指数规则下降。
这样,输出信号便是锯齿波,近似为三角形波,》》tW是本电路必要条件,由于他是 在方波到来期间,电容内情缓慢充电,VC还未上升到Vm时,方波就消失,电容 开端放电,避免电容电压呈现一个安稳电压值,并且越大,锯齿波越挨近三角波。输出波 形是对输入波形积分运算的成果
在模仿电路,由RC组成的无源滤波电路中,依据电容的接法及巨细首要可分为低通滤波 电路(如图7)和高通滤波电路(如图8)。