脈沖響應
發布時間:2013/11/1 20:06:55 訪問次數:3261
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對上升沿的響應。
②在上升沿和下降沿之間的響應。
③對下降沿的響應。
1.對輸入脈沖上升沿的響應
假設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 一個微貧器在tw≥5r和tw<5r兩種情況下對于一個單脈沖輸入的響應的舉例(輸入端連接有一個脈沖信號發生器,但只給出了脈沖波形,未給出發生器的符號)
還是假設輸入為一個10 V的脈沖。當上升沿出現時,電壓在A點達到+10 V。回想一下,電容器上的電壓不能突變,那么電容器表現為瞬間短路。因此,如果A點的電壓在瞬間到達+10 V,那么B點的電壓也必須在瞬間達到+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點到B點之間的電壓。
B點相對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,對上升沿作出響應,如圖15. 22(b)所示。
2.當tw≥5r時脈沖持續期間的響應
當脈沖位于上升沿與下降沿之間的高電平時,電容器將充電。當脈沖寬度大于或等于5倍的時間常數(tw≥5c)時,電容器有時間充滿電。
當電容器上的電壓按指數規律建立起來時,電阻上的電壓按指數規律下降,直至當電容器由充滿電(在這種情況下為+10 V)時下降到OV為止。因為根據基爾霍夫電壓定律(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。這一部分的響應如圖15. 22(c)所示。
3.當tw≥5T時對于輸入脈沖下降沿的響應
假設在脈沖( tw≥5r)結束時電容器是充滿電的,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點的電壓為10 V,而B點的電壓為OV。由于電容器上的電壓不能突變,因此當A點的電壓在下降沿上產生從+10V到OV的突變時,B點的電壓必須產生一個從OV到-10 V的瞬變。這就使電容器上的電壓在下降沿出現的瞬間保持在+10V。
現在,電容器開始按指數規律進行放電。結果,電阻上的電壓按指數曲線從-10V上升到OV,如圖15.22(d)所示。
4.當tw<5r時對脈沖之間的時間間隔的響應
當脈沖寬度小于5倍的時間常數(tw<5r)時,電容器沒有足夠的時間充滿電。根據時間常數和脈沖寬度的關系,電容器被部分充電。
由于電容器上的電壓不能完全達到10 V,所以在脈沖結束時,電阻上的電壓也不會到OV。例如,如果電容器在脈沖持續時間內充電到+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tw<5c時對下降沿的響應
現在,來看一下在脈沖結束時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,因為電容器上的電壓加上電阻上的電壓必須為+10V,如圖15. 22(e)所示。
當下降沿}H現時,A點的電壓從+10 V下降到OV。結果,B點的電壓從+5 V下降到-5V,如圖15. 22(f)所示。這種下降的出現當然是因為電容器上的電壓在下降沿到來的瞬間不能發生突變。在下降沿出現后的瞬間,電容器開始放電到OV。結果,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對上升沿的響應。
②在上升沿和下降沿之間的響應。
③對下降沿的響應。
1.對輸入脈沖上升沿的響應
假設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 一個微貧器在tw≥5r和tw<5r兩種情況下對于一個單脈沖輸入的響應的舉例(輸入端連接有一個脈沖信號發生器,但只給出了脈沖波形,未給出發生器的符號)
還是假設輸入為一個10 V的脈沖。當上升沿出現時,電壓在A點達到+10 V。回想一下,電容器上的電壓不能突變,那么電容器表現為瞬間短路。因此,如果A點的電壓在瞬間到達+10 V,那么B點的電壓也必須在瞬間達到+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點到B點之間的電壓。
B點相對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,對上升沿作出響應,如圖15. 22(b)所示。
2.當tw≥5r時脈沖持續期間的響應
當脈沖位于上升沿與下降沿之間的高電平時,電容器將充電。當脈沖寬度大于或等于5倍的時間常數(tw≥5c)時,電容器有時間充滿電。
當電容器上的電壓按指數規律建立起來時,電阻上的電壓按指數規律下降,直至當電容器由充滿電(在這種情況下為+10 V)時下降到OV為止。因為根據基爾霍夫電壓定律(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。這一部分的響應如圖15. 22(c)所示。
3.當tw≥5T時對于輸入脈沖下降沿的響應
假設在脈沖( tw≥5r)結束時電容器是充滿電的,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點的電壓為10 V,而B點的電壓為OV。由于電容器上的電壓不能突變,因此當A點的電壓在下降沿上產生從+10V到OV的突變時,B點的電壓必須產生一個從OV到-10 V的瞬變。這就使電容器上的電壓在下降沿出現的瞬間保持在+10V。
現在,電容器開始按指數規律進行放電。結果,電阻上的電壓按指數曲線從-10V上升到OV,如圖15.22(d)所示。
4.當tw<5r時對脈沖之間的時間間隔的響應
當脈沖寬度小于5倍的時間常數(tw<5r)時,電容器沒有足夠的時間充滿電。根據時間常數和脈沖寬度的關系,電容器被部分充電。
由于電容器上的電壓不能完全達到10 V,所以在脈沖結束時,電阻上的電壓也不會到OV。例如,如果電容器在脈沖持續時間內充電到+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tw<5c時對下降沿的響應
現在,來看一下在脈沖結束時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,因為電容器上的電壓加上電阻上的電壓必須為+10V,如圖15. 22(e)所示。
當下降沿}H現時,A點的電壓從+10 V下降到OV。結果,B點的電壓從+5 V下降到-5V,如圖15. 22(f)所示。這種下降的出現當然是因為電容器上的電壓在下降沿到來的瞬間不能發生突變。在下降沿出現后的瞬間,電容器開始放電到OV。結果,電阻上的電壓從-5 V上升到OV,如圖所示。
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