脈沖響應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2013/11/1 20:06:55 訪問次數(shù):3292
為了弄明白輸出電壓如何被微分器所整形,必須考慮以下幾種情況:
①對(duì)上升沿的響應(yīng)。
②在上升沿和下降沿之間的響應(yīng)。
③對(duì)下降沿的響應(yīng)。
1.對(duì)輸入脈沖上升沿的響應(yīng)
假設(shè)在上升沿到來之前電容器未被充電。SC2433SW在脈沖到來之前,輸入電壓為OV。因此,電容器上的電壓為OV,電阻上的電壓也為OV,如圖15. 22(a)所示。
圖15.22 一個(gè)微貧器在tw≥5r和tw<5r兩種情況下對(duì)于一個(gè)單脈沖輸入的響應(yīng)的舉例(輸入端連接有一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器,但只給出了脈沖波形,未給出發(fā)生器的符號(hào))
還是假設(shè)輸入為一個(gè)10 V的脈沖。當(dāng)上升沿出現(xiàn)時(shí),電壓在A點(diǎn)達(dá)到+10 V;叵胍幌拢娙萜魃系碾妷翰荒芡蛔,那么電容器表現(xiàn)為瞬間短路。因此,如果A點(diǎn)的電壓在瞬間到達(dá)+10 V,那么B點(diǎn)的電壓也必須在瞬間達(dá)到+10 V,以保持電容器上的電壓在上升沿的瞬間為OV。電容上的電壓是A點(diǎn)到B點(diǎn)之間的電壓。
B點(diǎn)相對(duì)于地的電壓為電阻上的電壓(即輸出電壓)。因此,輸出電壓突然上升到+10 V,對(duì)上升沿作出響應(yīng),如圖15. 22(b)所示。
2.當(dāng)tw≥5r時(shí)脈沖持續(xù)期間的響應(yīng)
當(dāng)脈沖位于上升沿與下降沿之間的高電平時(shí),電容器將充電。當(dāng)脈沖寬度大于或等于5倍的時(shí)間常數(shù)(tw≥5c)時(shí),電容器有時(shí)間充滿電。
當(dāng)電容器上的電壓按指數(shù)規(guī)律建立起來時(shí),電阻上的電壓按指數(shù)規(guī)律下降,直至當(dāng)電容器由充滿電(在這種情況下為+10 V)時(shí)下降到OV為止。因?yàn)楦鶕?jù)基爾霍夫電壓定律(ve +v。-v。),電容器上的電壓與電阻上的電壓之和在任何時(shí)刻都必須等于電源電壓,所以電阻上的電壓下降。這一部分的響應(yīng)如圖15. 22(c)所示。
3.當(dāng)tw≥5T時(shí)對(duì)于輸入脈沖下降沿的響應(yīng)
假設(shè)在脈沖( tw≥5r)結(jié)束時(shí)電容器是充滿電的,參考圖15. 22(d)。在下降沿上,輸入脈沖突然從+10 V下降到OV。在下降沿到來之前的瞬間,電容器是充電到+10 V的,因此A點(diǎn)的電壓為10 V,而B點(diǎn)的電壓為OV。由于電容器上的電壓不能突變,因此當(dāng)A點(diǎn)的電壓在下降沿上產(chǎn)生從+10V到OV的突變時(shí),B點(diǎn)的電壓必須產(chǎn)生一個(gè)從OV到-10 V的瞬變。這就使電容器上的電壓在下降沿出現(xiàn)的瞬間保持在+10V。
現(xiàn)在,電容器開始按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行放電。結(jié)果,電阻上的電壓按指數(shù)曲線從-10V上升到OV,如圖15.22(d)所示。
4.當(dāng)tw<5r時(shí)對(duì)脈沖之間的時(shí)間間隔的響應(yīng)
當(dāng)脈沖寬度小于5倍的時(shí)間常數(shù)(tw<5r)時(shí),電容器沒有足夠的時(shí)間充滿電。根據(jù)時(shí)間常數(shù)和脈沖寬度的關(guān)系,電容器被部分充電。
由于電容器上的電壓不能完全達(dá)到10 V,所以在脈沖結(jié)束時(shí),電阻上的電壓也不會(huì)到OV。例如,如果電容器在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)充電到+5 V,那么電阻上的電壓將下降到+5 V,如圖15.22(e)所示。
5.當(dāng)tw<5c時(shí)對(duì)下降沿的響應(yīng)
現(xiàn)在,來看一下在脈沖結(jié)束時(shí)電容器僅部分充電的情況(tw<5r),例如,如果電容充電到+5 V,那么在下降沿到來之前,電阻上的電壓也是+5V,因?yàn)殡娙萜魃系碾妷杭由想娮枭系碾妷罕仨殲?10V,如圖15. 22(e)所示。
當(dāng)下降沿}H現(xiàn)時(shí),A點(diǎn)的電壓從+10 V下降到OV。結(jié)果,B點(diǎn)的電壓從+5 V下降到-5V,如圖15. 22(f)所示。這種下降的出現(xiàn)當(dāng)然是因?yàn)殡娙萜魃系碾妷涸谙陆笛氐絹淼乃查g不能發(fā)生突變。在下降沿出現(xiàn)后的瞬間,電容器開始放電到OV。結(jié)果,電阻上的電壓從-5 V上升到OV,如圖所示。
為了弄明白輸出電壓如何被微分器所整形,必須考慮以下幾種情況:
①對(duì)上升沿的響應(yīng)。
②在上升沿和下降沿之間的響應(yīng)。
③對(duì)下降沿的響應(yīng)。
1.對(duì)輸入脈沖上升沿的響應(yīng)
假設(shè)在上升沿到來之前電容器未被充電。SC2433SW在脈沖到來之前,輸入電壓為OV。因此,電容器上的電壓為OV,電阻上的電壓也為OV,如圖15. 22(a)所示。
圖15.22 一個(gè)微貧器在tw≥5r和tw<5r兩種情況下對(duì)于一個(gè)單脈沖輸入的響應(yīng)的舉例(輸入端連接有一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器,但只給出了脈沖波形,未給出發(fā)生器的符號(hào))
還是假設(shè)輸入為一個(gè)10 V的脈沖。當(dāng)上升沿出現(xiàn)時(shí),電壓在A點(diǎn)達(dá)到+10 V;叵胍幌拢娙萜魃系碾妷翰荒芡蛔,那么電容器表現(xiàn)為瞬間短路。因此,如果A點(diǎn)的電壓在瞬間到達(dá)+10 V,那么B點(diǎn)的電壓也必須在瞬間達(dá)到+10 V,以保持電容器上的電壓在上升沿的瞬間為OV。電容上的電壓是A點(diǎn)到B點(diǎn)之間的電壓。
B點(diǎn)相對(duì)于地的電壓為電阻上的電壓(即輸出電壓)。因此,輸出電壓突然上升到+10 V,對(duì)上升沿作出響應(yīng),如圖15. 22(b)所示。
2.當(dāng)tw≥5r時(shí)脈沖持續(xù)期間的響應(yīng)
當(dāng)脈沖位于上升沿與下降沿之間的高電平時(shí),電容器將充電。當(dāng)脈沖寬度大于或等于5倍的時(shí)間常數(shù)(tw≥5c)時(shí),電容器有時(shí)間充滿電。
當(dāng)電容器上的電壓按指數(shù)規(guī)律建立起來時(shí),電阻上的電壓按指數(shù)規(guī)律下降,直至當(dāng)電容器由充滿電(在這種情況下為+10 V)時(shí)下降到OV為止。因?yàn)楦鶕?jù)基爾霍夫電壓定律(ve +v。-v。),電容器上的電壓與電阻上的電壓之和在任何時(shí)刻都必須等于電源電壓,所以電阻上的電壓下降。這一部分的響應(yīng)如圖15. 22(c)所示。
3.當(dāng)tw≥5T時(shí)對(duì)于輸入脈沖下降沿的響應(yīng)
假設(shè)在脈沖( tw≥5r)結(jié)束時(shí)電容器是充滿電的,參考圖15. 22(d)。在下降沿上,輸入脈沖突然從+10 V下降到OV。在下降沿到來之前的瞬間,電容器是充電到+10 V的,因此A點(diǎn)的電壓為10 V,而B點(diǎn)的電壓為OV。由于電容器上的電壓不能突變,因此當(dāng)A點(diǎn)的電壓在下降沿上產(chǎn)生從+10V到OV的突變時(shí),B點(diǎn)的電壓必須產(chǎn)生一個(gè)從OV到-10 V的瞬變。這就使電容器上的電壓在下降沿出現(xiàn)的瞬間保持在+10V。
現(xiàn)在,電容器開始按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行放電。結(jié)果,電阻上的電壓按指數(shù)曲線從-10V上升到OV,如圖15.22(d)所示。
4.當(dāng)tw<5r時(shí)對(duì)脈沖之間的時(shí)間間隔的響應(yīng)
當(dāng)脈沖寬度小于5倍的時(shí)間常數(shù)(tw<5r)時(shí),電容器沒有足夠的時(shí)間充滿電。根據(jù)時(shí)間常數(shù)和脈沖寬度的關(guān)系,電容器被部分充電。
由于電容器上的電壓不能完全達(dá)到10 V,所以在脈沖結(jié)束時(shí),電阻上的電壓也不會(huì)到OV。例如,如果電容器在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)充電到+5 V,那么電阻上的電壓將下降到+5 V,如圖15.22(e)所示。
5.當(dāng)tw<5c時(shí)對(duì)下降沿的響應(yīng)
現(xiàn)在,來看一下在脈沖結(jié)束時(shí)電容器僅部分充電的情況(tw<5r),例如,如果電容充電到+5 V,那么在下降沿到來之前,電阻上的電壓也是+5V,因?yàn)殡娙萜魃系碾妷杭由想娮枭系碾妷罕仨殲?10V,如圖15. 22(e)所示。
當(dāng)下降沿}H現(xiàn)時(shí),A點(diǎn)的電壓從+10 V下降到OV。結(jié)果,B點(diǎn)的電壓從+5 V下降到-5V,如圖15. 22(f)所示。這種下降的出現(xiàn)當(dāng)然是因?yàn)殡娙萜魃系碾妷涸谙陆笛氐絹淼乃查g不能發(fā)生突變。在下降沿出現(xiàn)后的瞬間,電容器開始放電到OV。結(jié)果,電阻上的電壓從-5 V上升到OV,如圖所示。
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