應用領域 | 化工,電子/電池,電氣 | 產地 | 德國 |
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品牌 | 西門子 |
含有動態元件 (或)的電路稱為動態電路,當動態電路從一種穩定狀態轉換到另一種穩定狀態時,電路儲存的能量會發生變化,若電路沒有沖激電流(或沖激電壓),能量的變化就不能在一瞬間完成,能量的積累或衰減需要一定的時間或過渡過程來進行,這個過渡過程也稱暫態過程,簡稱暫態。
電路如圖3-1(a) 所示。設電容初始電壓為零(即零狀態的電路),當時,開關S合
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更新時間:2022-12-13 21:16:20瀏覽次數:327
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西門子CPU模塊6ES7314-1AG14-0AB0
1.電路的零狀態響應和零輸入響應
含有動態元件 (或
)的電路稱為動態電路,當動態電路從一種穩定狀態轉換到另一種穩定狀態時,電路儲存的能量會發生變化,若電路沒有沖激電流(或沖激電壓),能量的變化就不能在一瞬間完成,能量的積累或衰減需要一定的時間或過渡過程來進行,這個過渡過程也稱暫態過程,簡稱暫態。
電路如圖3-1(a) 所示。設電容初始電壓為零(即零狀態的電路),當
時,開關S合到1處,電源
開始對電容
充電,電容電壓
沿指數規律上升,且
,波形見圖3-1(b) 所示的曲線1。此
響應也稱為零狀態響應。
若上述電路已經進入穩態,,設在
時,將開關S合向2處,此時,
電路脫離電源
(即電路的輸入為零),因此,電容
會通過電阻
放電,電容電壓
沿指數規律下降,且
,波形見圖3-1(b) 所示的曲線2。此
響應也稱為零輸入響應。電容充、放電的快慢均由電路的時間常數
決定。
電路根據對電路參數和輸出信號的選取不同,可實現對輸入信號的簡單微分或者積分,實現將輸入的方波變換成正負尖頂脈沖或三角波。
2.微分電路
電路如圖3-2(a) 所示。輸入信號為正負方波,輸出信號取自電阻
的兩端,即
,如果電路的參數滿足:電路的時間常數
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,可以推得輸出信號
即輸出電壓近似與對輸入電壓
的微分成比例,故稱電路為微分電路,輸出端的波形如圖3-2(b) 所示。微分電路將輸入的方波轉換成了正負尖頂脈沖,此尖頂脈沖波形常作為觸發信號使用。
3.積分電路
電路如圖3-3(a) 所示。輸入信號為正負方波,輸出信號取自電容
的兩端,即
,如果電路的參數滿足:電路的時間常數
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,此時,電路的電流
,可以推得輸出信號
即輸出電壓近似與對輸入電壓
的積分成比例,故稱電路為積分電路,輸出端的波形如圖3-3(b) 所示。積分電路將輸入的方波轉換成了三角波。
濾波電路又稱為濾波器,是一種選頻電路,能夠使特定頻率范圍的信號通過,而使其它頻率的信號大大衰減即阻止其通過。按其工作頻率范圍的不同,濾波電路可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器和全通濾波器。僅由電阻、電容、電感這些無源元件組成的濾波電路稱為無源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件,如集成運放等,則稱為有源濾波器。與無源濾波器相比,有源濾波器具有體積小、效率高、帶負載能力強、頻率特性好,而且在濾波的同時還可以將有用信號放大等一系列優點,因而得到廣泛應用。
圖1(a)所示電路為一階有源低通濾波電路。
![]() | ![]() |
圖1(a) 電路圖 | 圖1(b) 頻幅特性 |
由RC電路可知
![]() | (1) |
根據同相比例運算電路的運算關系,有=(1+
)
,故濾波器的電壓傳遞函數為
![]() | (2) |
令,即
,上式可變為
![]() | (3) |
當f=0時, ,其中
為電路的通帶放大倍數。
當f=f0時,。
當f=∞時,。
其幅頻特性如圖1(b)所示。
為改善濾波效果,使f>fo時,信號衰減的更快,一般在圖1(a)所示的一階低通濾波器的基礎上再增加一級RC電路就構成二階有源低通濾波器,如圖2所示。
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圖2(a) 電路圖 | 圖1(b) 頻幅特性 |
西門子CPU模塊6ES7314-1AG14-0AB0
將圖1(a)所示的一階有源低通濾波器中的電阻R和電容C對調,即可成為一階有源高通濾波器,如圖1(a)所示。
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圖1(a) 電路圖 | 圖1(b) 頻幅特性 |
由RC電路可知
![]() | (1) |
根據同相比例運算電路的運算關系,有=(1+
)
,故濾波器的電壓傳遞函數為
![]() | (2) |
令,即
,上式可變為
![]() | (3) |
當f=0時,。
當f=∞時,,其中
為電路的通帶放大系數。
當f=f0時,。其幅頻特性如圖1(b)所示。
除了上面介紹的低通濾波電路和高通濾波電路之外,若將一個低通濾波電路與一個高通濾波電路串聯,即可組成帶通濾波電路,條件是低通的應大于高通的
。若將一個低通濾波電路與一個高通濾波電路并聯,即可組成帶阻濾波電路,條件是低通的
應小于高通的