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      微分運(yùn)算電路的分析與測試

      2021-01-19 05:45:34余輝晴
      魅力中國 2020年42期
      關(guān)鍵詞:微分電容電阻

      余輝晴

      (寧波工程學(xué)院,浙江 寧波 315211)

      微分運(yùn)算電路以集成運(yùn)算放大器為核心元件,輸入電壓經(jīng)電容加至運(yùn)算放大器的反相輸入端,R1為反饋電阻,引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋,R2為平衡電阻。

      一、微分運(yùn)算電路分析

      如圖1 所示,為微分運(yùn)算電路。根據(jù)理想運(yùn)放的虛短和虛斷特性,可得uc=ui。電容器上的電流與電壓的關(guān)系為。反饋電阻與電容上的電流相同,if=ic,因此可得輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為,是微分關(guān)系。

      (一)微分電路對三角波信號的變換作用

      令輸入信號ui=kt+b,則輸出信號,微分電路能將三角波信號變換為矩形波信號,如圖2 所示,為三角波信號變換的輸入輸出波形圖。

      (二)微分電路對正弦波信號的變換作用

      (三)微分電路的改進(jìn)

      根據(jù)傅里葉級數(shù),任何信號都可以分解成各種不同頻率的正弦信號,而微分電路的輸出電壓為,頻率越高,輸出電壓越大,如果輸入信號含有高頻噪聲,則輸出噪聲也會很大,因此微分電路抗高頻干擾能力較差,所以很少直接使用,需要微分運(yùn)算時,可以在輸入回路中串入一個較小的電阻,來限制干擾,加強(qiáng)反饋,使電路穩(wěn)定。

      二、微分運(yùn)算電路測試

      啟動multisim,創(chuàng)建如圖1 所示電路,啟動仿真開關(guān),取頻率為、峰峰值為的三角波作為輸入信號,輸出端接示波器,可觀察到方波波形。

      通過以上分析可以看出,輸出電壓與輸入成微分關(guān)系,微分電路能將三角波信號變換成方波信號。

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