RC微分电路的作用_RC微分电路原理

RC微分电路简介

RC微分电路，就是一种应用十分广泛的对脉冲信号进行变换的电路，它通常把矩形脉冲信号变换成正、负双向尖脉冲。在数学上，这种尖脉冲近似等于矩形波的微分形式，故有微分电路之称。微分电路的特点是输出能很快反映输入信号的跳变成分。即它能把输入信号中的突然变化部分选择出来。其输出的脉冲宽度很窄，与原来输入脉冲宽度较宽的波形相比，包含有“微分”的意思。

RC微分电路的特点

RC微分电路的输出脉冲反映了输入脉冲变化部分，即反映了Ui在tl和t2时刻的跳变部分，也就是说，它能够起“突出变化量”，“压低恒定量”的作用。在数学上，“微分”可以反映变化的快慢，因此这一电路叫“微分电路”。它的输出电压的大小是由输入电压的变化量所决定的，即当输入电压变化愈快，输出电压就愈大，当输入电压不变时，输山电压也基本为0。

RC微分电路的工作原理

RC微分电路如下图所示，电容C与电阻R的串联作为输入端，电阻R两端为输出端，即满足Uo=Ui-Ue，由于电路中有电容C和电阻R存在，故在外加电压的作用下，存在着的充、放电过程。当矩形脉冲输入端后，在输出端可得到一对正、负尖脉冲。

微分电路的工作原理

当t=tl时，输入矩形波的电压Ui从零突然上眺到E，如下图（a）所示，这就相当于在RC回路中突然接通一个电压为E的“电池”。由于电容C两端的电压不能突变，也就是电容器上的电压需要经过一个充电过程才逐渐上升，如下图（b）所示。在tl时刻，电容C两端的电压Ue=0，于是Ui全部落在电阻R上，因此tl时刻的输出电压Uo=Ui=E。

从tl以后到t2以前时刻，输入电压Ui=E开始对电容C充电，电容C两端的电压，按指数规律上升，而电阻R两端的输出电压按指数规律逐渐下降。RC电路的时间常数称之为T，T=R.C，T的单位为秒（s）、R的电阻器两端的（等效）电阻值，单位为欧（Q）、C的电容器的电容量，单位为法（F）。若T值很小，使Uc很快充电到接近输入电压的幅度E时，由于Uo=Ui-Uc，就使Uo很快下降到零，于是输出Uo就形成一个正尖脉冲。如下图（c）所示。

在t2时刻输入电压Ui由E突然下跳到零；这就相当于在RC回路中，将“电池”E突然去掉，而短路线代替。此时的电容C两端的电压Uc=E又不能突变，它要通过电阻R进行一个放电阶段，因此电容两端的电压Uc便全部降落在电阻R两端，所以t2时刻的输出电压Uo=Uc=E。而从放电回路看，由于放电电流反向与充电电流反向相反，所以输出电压U0=-E。

在t2以后到第二个输入脉冲到来之前，在这段时间里，输入电压Ui=0，相当于输入端短路。而电容C两端的电压Uc对电阻R按指数规律进行放电，电阻两端电压Uo从-E很快地按指数规律上升，当电容放电即将结束，即Uc=0时，则电阻R两端的输出电压Uo也接近了0。于是在输出端就形成了一个负脉冲。如下图（c）所示。

以后当第二个矩形脉冲输入时，将重复上述过程，即每输入一个矩形脉冲，在微分电路的输出端就能得到一对正、负尖脉冲。

RC微分电路起什么作用

1.提取脉冲前沿

2.高通滤波

3.改变相角（加）

RC微分电路图

它与RC耦合电路（如图T1603所示）的区别就在于前者的时间常数τ（=RC）很小。假定该电路的输入信号是图T1604（a）所示的矩形波，那么，在t1刻电容C因电压不能突变而使uC）=0，所以，此时刻R上的输出电压uo等于E（见图T1604（c））。此后uＣ按指数规律上升到E，相应地，u０由E下降至零。在t2刻，外加信号为零uＣ仍为E，致使输出电压跳变到-E，随着电容放电，uＣ逐渐上升到零。待下一个矩形脉冲来到后，再重复以上过程。uC，uO波形分别如图T1604（b）（c）所示。

由此可知，微分电路的特点是能突出反映输入信号的跳变部分。根据这个特点，可把信号中跳变部分转变为尖脉冲而加以利用。，就可把该电路视为微分电路。