积分电路和微分电路的工作原理

2024-06-02 03:17:40

一、积分电路和微分电路概念

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，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。

积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。

二、积分电路概念效果图

图1 积分电路

当输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性可有下面的公式表达:

${\color{Red} i = (V/R)e^{-(t/CR)}}$

i -- 充电电流（A）
V -- 输入信号电压（V）
C -- 电阻值（欧姆）
e -- 自然对数常数（2.71828）
t -- 信号电压作用时间（秒）
CR -- R、C常数（R*C）

由此可以找出输出部分即电容上的电压为V-i*R，结合上面的计算，我们得出输出电压曲线计算公式为：

${\color{Red} Vc = V[1-e^{-(t/CR)}]}$

图2 输出电压曲线计算公式

三、微分电路概念效果图

图3 微分电路

当第一个方波电压加在微分电路的两端（输入端）时，电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路（R、C）的规律可以用下面的公式来表达：

${\color{Red} }i = (V/R)e^{-(t/CR)}$

i -- 充电电流（A）
V -- 输入信号电压（V）
C -- 电阻值（欧姆）
e -- 自然对数常数（2.71828）
t -- 信号电压作用时间（秒）
CR -- R、C常数（R*C）

由此可以找出输出部分即电阻上的电压为 i*R，结合上面的计算，我们得出输出电压曲线计算公式为：

${\color{Red} }Vc = V[e^{-(t/CR)}]$

图4 输出电压曲线计算公式

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