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10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形
10.1.2 矩形脉冲波
10.1.3 RC微分电路和RC积分电路
10.1.4 RC脉冲分压器
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形
1.脉冲的概念
脉冲技术是电子技术的重要组成部分,应用广泛。
动画 M1001脉冲的概念
脉冲:瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号,简称为脉冲。
2.常见的几种脉冲波形
10.1.2 矩形脉冲波
脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。
理想的矩形波上升沿、下降沿陡直;顶部平坦。
实际的矩形波波形。
1.矩形脉冲波的主要参数
(3)下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的10%处所需的时间。
(4)脉冲宽度tp —— 定义为前沿和后沿幅度为50%处的宽度。
(5)脉冲周期T —— 对周期性脉冲,相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f,即
(1)幅度Vm ——脉冲电压变化的最大值。
(2)上升时间tr ——脉冲从幅度的10%处上升到幅度的90%处所需时间。
2.矩形波的分解
矩形波可由基波和多次谐波叠加而成;基波的频率与矩形波相同,谐波的频率为基波的整数倍;
表达式:
10.1.3 RC微分电路和积分电路
一、RC电路的过渡过程
动画 RC充放电
由于C两端电压不能突变,所以在充、放电时必须经历一个过渡过程。
实验证明:当t = 0.7时,充电电压为VG的一半;放电电压为电容器两端电压VC的一半;当t = (3~ 5)时,充放电过程基本结束。
结论:充放电时电容两端电压、电流呈指数规律变化;充放电的速度与时间常数有关, = R C ,单位为s。越大,充放电越慢; 越小,充放电越快。
RC电路的主要应用:波形变换。
常用电路有微分电路、积分电路。
10.1.3 RC微分电路和积分电路
二、RC微分电路
2.电路特点
(1) 输出信号取自RC电路中的电阻R两端。即vO = vR;
(2) 时间常数 tp,通常取 0.2 tp;
1.电路组成
4.电路功能
将矩形波变换成尖峰波,检出电路的变化量。
3.工作原理
10.1.3 RC微分电路和积分电路
三、RC积分电路
2.电路特点
(1) v0取自RC电路的电容C两端。即 v0vC ;
(2) tp,通常 ≥3tp;
3.工作原理
在vIvM期间, C被充电,vo vC以指数规律缓慢上升;
在vI0期间, C放电,vovC以指数规律下降。
4.功能:将矩形波转换成锯齿波(三角波)。
1.电路组成
三、RC积分电路
(1)将矩形脉冲波变换成近似三角波(或锯齿波);
(2)应用“积分延时”现象,把跳变电压“延缓”;
(3)从宽窄不同的脉冲串中,把宽脉冲选出来。
5.应用
三、RC积分电路
[例10.1.1] RC电路中,R20 k,C200 pF,若输入f10 kHz的连续方波,问此RC电路是微分电路,还是一般阻容耦合电路?
解 (1) 求电路时间常数
RC201032001012 s 4106 s4 µs
(2) 求方波的脉冲宽度
三、RC积分电路
[例10.1.2] RC电路中,若C0.1 F,输入脉冲宽度tp0.5 ms,要构成积分电路,电阻R至少应为多少?
10.1.4 RC脉冲分压器
1.问题的提出
2.解决办法—— 采用脉冲分压器
在低频放大器中,信号的衰减常用电阻分压器来实现;
在脉冲电路中,若采用电阻分压器,由于存在分布电容和负载电容(统称寄生电容C0),传输脉冲信号就会产生失真。
(1)电路
3 .补偿电容C1 对输出脉冲波形的影响
10.1.4 RC脉冲分压器
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