電容器傳導(dǎo)信號(hào)的特性
發(fā)布時(shí)間:2011/9/28 9:39:42 訪問(wèn)次數(shù):1454
電容器可儲(chǔ)電,而它更多的是用來(lái)傳導(dǎo)信號(hào)。所謂信號(hào),一般是弱電流、小電壓的交流電。交流電就是指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流(或電壓)。下面分幾點(diǎn)來(lái)講述電容器傳導(dǎo)信號(hào)的原理。
1.傳導(dǎo)正半波信號(hào)原理 A27020L-70
圖2-24 (a)所示是用示波器觀察交流信號(hào)的一個(gè)周期波形,一部分在橫軸上方對(duì)應(yīng)縱軸正值,為信號(hào)正半波,萁電壓稱為正半周電壓。也有一部分波形在橫軸下方對(duì)應(yīng)縱軸負(fù)值,為信號(hào)負(fù)半波,稱為負(fù)半周電壓。下面結(jié)合圖2-24 (b)所示討論電容器傳導(dǎo)正半波信號(hào)的原理。
當(dāng)信號(hào)由a點(diǎn)向b點(diǎn)變化時(shí),電壓逐漸升高,等于將圖2-24 (b)中信號(hào)電源正極加到電容器A極板,而電源負(fù)極通過(guò)電阻器R加到B極板。于是使A極板上正電荷逐漸增多,B極板上負(fù)電荷增多,這就是信號(hào)電壓對(duì)電容器充電。極板上的電荷情況如圖2-24 (b)所示。充電過(guò)程中,電荷移動(dòng)就形成了充電電流,電流方向如圖中灰色實(shí)線箭頭所示。
正半波充電電流流過(guò)電阻器便產(chǎn)生電壓,稱為正半波電壓。充電電壓由a點(diǎn)向b點(diǎn)增大時(shí),充電電流也越來(lái)越大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也隨著增大。
當(dāng)信號(hào)電壓增大到b點(diǎn)時(shí),充電電壓達(dá)到最大值,兩極板聚集的電荷最多,產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng),電壓最大。這時(shí)形成的充電電流最大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也達(dá)到最大。
信號(hào)電壓從b點(diǎn)向c點(diǎn)變化時(shí),正電壓降低,當(dāng)?shù)陀趦蓸O板間電壓時(shí),不再向電容器充電。相反,隨著信號(hào)電壓降低,使兩極板上已“充入”的電荷“退出”,形成電容器放電,并在電路中產(chǎn)生放電的反方向電流,如圖2-24 (b)中灰色虛線箭頭所示。反向電流流過(guò)電阻R時(shí),就在電阻上產(chǎn)生逐漸減小的電壓。
由上面討論可知,信號(hào)電壓正半周是由升高和降低兩部分組成,當(dāng)加到電容器上時(shí),就相應(yīng)產(chǎn)生充電和放電,形成正向增大電流和反向減小電流,在電阻器上產(chǎn)生上升和下降的電壓,于是在電阻上取得的正半波電壓與信號(hào)正半波電壓完全相同(忽略電容器的損耗)。可見,信號(hào)電壓就通過(guò)電容器傳到電阻上,表明電容器有傳導(dǎo)信號(hào)的特性。
電容器傳導(dǎo)信號(hào)時(shí),A極板電荷并沒有跑到B極板上,B極板的電荷也沒有跑到A極板上,這一過(guò)程是通過(guò)充、放電實(shí)現(xiàn)的。這是以一種特殊方式傳導(dǎo)信號(hào),常稱為耦合信號(hào),耦合信號(hào)的電容器就叫耦合電容器。
圖2-24 (a)中信號(hào)波形變化到c點(diǎn)時(shí),寫橫軸相交,對(duì)應(yīng)縱軸O值,表明此刻信號(hào)電壓為OV。這等于圖2-24 (b)所示電路中沒有信號(hào)電壓,既不對(duì)電容器充電,也不產(chǎn)生電流,電阻器上不形成電壓,相應(yīng)為0。
2.傳導(dǎo)負(fù)半波信號(hào)原理
電容器傳導(dǎo)負(fù)半波信號(hào)的原理,結(jié)合圖2-24 (c)所示來(lái)討論。
當(dāng)信號(hào)電壓由c點(diǎn)向d點(diǎn)變化時(shí),電壓負(fù)極加到電容器A極板,電壓正極通過(guò)電阻器加到B極板。隨著電壓朝負(fù)向由小增大,使B極板上正電荷增多,同時(shí)使A極板上負(fù)電荷增多,并對(duì)電容器充電,充電電流的方向如圖2-24 (c)中灰色實(shí)線箭頭所示。此時(shí)極板上
的電荷情況如圖中所示。負(fù)半波充電電流流過(guò)電阻器R產(chǎn)生的電壓稱為負(fù)半波電壓。隨著充電電壓由c點(diǎn)向d點(diǎn)朝負(fù)向增大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也朝負(fù)向增大。
當(dāng)信號(hào)電壓增大到d點(diǎn)時(shí),負(fù)向充電電壓最大,兩極板上聚集的電荷最多,極板間電壓最大,B極板電位高于A極板電位。這時(shí)形成的負(fù)半周充電電流最大,電阻器上產(chǎn)生的負(fù)半波電壓也最大,如圖2-24 (c)所示。
在信號(hào)波形從d點(diǎn)向e點(diǎn)變化時(shí),信號(hào)電壓低于兩極板間電壓,不再向電容器充電。相反,隨著負(fù)半周信號(hào)電壓降低,電容器開始放電,在電路中形成反方向電流,如圖2-24(c)中灰色虛線箭頭所示。當(dāng)反向屯流流過(guò)電阻R時(shí),就產(chǎn)生逐漸減小的負(fù)半波電壓。信號(hào)負(fù)半周電壓便通過(guò)電容器傳到電阻R上。
需要指出,電容器在傳導(dǎo)信號(hào)中,都會(huì)產(chǎn)生一定損耗,使電阻器上信號(hào)電壓變小。
圖2-24中,信號(hào)電壓是加到電容器上,稱為輸入電壓或輸入信號(hào)。在經(jīng)電容器傳送到電阻上后,就稱為輸出電壓或輸出信號(hào)。
電容器可儲(chǔ)電,而它更多的是用來(lái)傳導(dǎo)信號(hào)。所謂信號(hào),一般是弱電流、小電壓的交流電。交流電就是指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流(或電壓)。下面分幾點(diǎn)來(lái)講述電容器傳導(dǎo)信號(hào)的原理。
1.傳導(dǎo)正半波信號(hào)原理 A27020L-70
圖2-24 (a)所示是用示波器觀察交流信號(hào)的一個(gè)周期波形,一部分在橫軸上方對(duì)應(yīng)縱軸正值,為信號(hào)正半波,萁電壓稱為正半周電壓。也有一部分波形在橫軸下方對(duì)應(yīng)縱軸負(fù)值,為信號(hào)負(fù)半波,稱為負(fù)半周電壓。下面結(jié)合圖2-24 (b)所示討論電容器傳導(dǎo)正半波信號(hào)的原理。
當(dāng)信號(hào)由a點(diǎn)向b點(diǎn)變化時(shí),電壓逐漸升高,等于將圖2-24 (b)中信號(hào)電源正極加到電容器A極板,而電源負(fù)極通過(guò)電阻器R加到B極板。于是使A極板上正電荷逐漸增多,B極板上負(fù)電荷增多,這就是信號(hào)電壓對(duì)電容器充電。極板上的電荷情況如圖2-24 (b)所示。充電過(guò)程中,電荷移動(dòng)就形成了充電電流,電流方向如圖中灰色實(shí)線箭頭所示。
正半波充電電流流過(guò)電阻器便產(chǎn)生電壓,稱為正半波電壓。充電電壓由a點(diǎn)向b點(diǎn)增大時(shí),充電電流也越來(lái)越大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也隨著增大。
當(dāng)信號(hào)電壓增大到b點(diǎn)時(shí),充電電壓達(dá)到最大值,兩極板聚集的電荷最多,產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng),電壓最大。這時(shí)形成的充電電流最大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也達(dá)到最大。
信號(hào)電壓從b點(diǎn)向c點(diǎn)變化時(shí),正電壓降低,當(dāng)?shù)陀趦蓸O板間電壓時(shí),不再向電容器充電。相反,隨著信號(hào)電壓降低,使兩極板上已“充入”的電荷“退出”,形成電容器放電,并在電路中產(chǎn)生放電的反方向電流,如圖2-24 (b)中灰色虛線箭頭所示。反向電流流過(guò)電阻R時(shí),就在電阻上產(chǎn)生逐漸減小的電壓。
由上面討論可知,信號(hào)電壓正半周是由升高和降低兩部分組成,當(dāng)加到電容器上時(shí),就相應(yīng)產(chǎn)生充電和放電,形成正向增大電流和反向減小電流,在電阻器上產(chǎn)生上升和下降的電壓,于是在電阻上取得的正半波電壓與信號(hào)正半波電壓完全相同(忽略電容器的損耗)?梢姡盘(hào)電壓就通過(guò)電容器傳到電阻上,表明電容器有傳導(dǎo)信號(hào)的特性。
電容器傳導(dǎo)信號(hào)時(shí),A極板電荷并沒有跑到B極板上,B極板的電荷也沒有跑到A極板上,這一過(guò)程是通過(guò)充、放電實(shí)現(xiàn)的。這是以一種特殊方式傳導(dǎo)信號(hào),常稱為耦合信號(hào),耦合信號(hào)的電容器就叫耦合電容器。
圖2-24 (a)中信號(hào)波形變化到c點(diǎn)時(shí),寫橫軸相交,對(duì)應(yīng)縱軸O值,表明此刻信號(hào)電壓為OV。這等于圖2-24 (b)所示電路中沒有信號(hào)電壓,既不對(duì)電容器充電,也不產(chǎn)生電流,電阻器上不形成電壓,相應(yīng)為0。
2.傳導(dǎo)負(fù)半波信號(hào)原理
電容器傳導(dǎo)負(fù)半波信號(hào)的原理,結(jié)合圖2-24 (c)所示來(lái)討論。
當(dāng)信號(hào)電壓由c點(diǎn)向d點(diǎn)變化時(shí),電壓負(fù)極加到電容器A極板,電壓正極通過(guò)電阻器加到B極板。隨著電壓朝負(fù)向由小增大,使B極板上正電荷增多,同時(shí)使A極板上負(fù)電荷增多,并對(duì)電容器充電,充電電流的方向如圖2-24 (c)中灰色實(shí)線箭頭所示。此時(shí)極板上
的電荷情況如圖中所示。負(fù)半波充電電流流過(guò)電阻器R產(chǎn)生的電壓稱為負(fù)半波電壓。隨著充電電壓由c點(diǎn)向d點(diǎn)朝負(fù)向增大,電阻R上產(chǎn)生的電壓也朝負(fù)向增大。
當(dāng)信號(hào)電壓增大到d點(diǎn)時(shí),負(fù)向充電電壓最大,兩極板上聚集的電荷最多,極板間電壓最大,B極板電位高于A極板電位。這時(shí)形成的負(fù)半周充電電流最大,電阻器上產(chǎn)生的負(fù)半波電壓也最大,如圖2-24 (c)所示。
在信號(hào)波形從d點(diǎn)向e點(diǎn)變化時(shí),信號(hào)電壓低于兩極板間電壓,不再向電容器充電。相反,隨著負(fù)半周信號(hào)電壓降低,電容器開始放電,在電路中形成反方向電流,如圖2-24(c)中灰色虛線箭頭所示。當(dāng)反向屯流流過(guò)電阻R時(shí),就產(chǎn)生逐漸減小的負(fù)半波電壓。信號(hào)負(fù)半周電壓便通過(guò)電容器傳到電阻R上。
需要指出,電容器在傳導(dǎo)信號(hào)中,都會(huì)產(chǎn)生一定損耗,使電阻器上信號(hào)電壓變小。
圖2-24中,信號(hào)電壓是加到電容器上,稱為輸入電壓或輸入信號(hào)。在經(jīng)電容器傳送到電阻上后,就稱為輸出電壓或輸出信號(hào)。
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