积分电路和微分电路的工作原理

野性酷女 2021-11-17 01:12 513阅读 0赞

### 一、积分电路和微分电路概念 ###

**微分电路**可把[矩形波][Link 1]转换为尖**[脉冲波][Link 2]**，此电路的输出[波形][Link 3]只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。

**积分电路**可将[矩形脉冲][Link 4]波转换为**[锯齿波][Link 5]**或**三角波**，还可将锯齿波转换为抛物波。[电路原理][Link 6]很简单，都是基于[电容][Link 7]的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R\*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。

### 二、积分电路概念效果图 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]**图1 积分电路**

当输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性可有下面的公式表达:

![\\large \{\\color\{Red\} i = (V/R)e^\{-(t/CR)\}\}][large _color_Red_ i _ _V_R_e_-_t_CR]

*  i -- 充电电流（A）
 *  V -- 输入信号电压（V）
 *  C -- 电阻值（欧姆）
 *  e -- 自然对数常数（2.71828）
 *  t -- 信号电压作用时间（秒）
 *  CR -- R、C常数（R\*C）

由此可以找出输出部分即电容上的电压为V-i\*R，结合上面的计算，我们得出输出电压曲线计算公式为：

![\\large \{\\color\{Red\} Vc = V\[1-e^\{-(t/CR)\}\]\}][large _color_Red_ Vc _ V_1-e_-_t_CR]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]**图2 输出电压曲线计算公式**

### 三、微分电路概念效果图 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]**图3 微分电路**

当第一个方波电压加在微分电路的两端（输入端）时，电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路（R、C）的规律可以用下面的公式来表达：

![\\large \{\\color\{Red\} \}i = (V/R)e^\{-(t/CR)\}][large _color_Red_ _i _ _V_R_e_-_t_CR]

由此可以找出输出部分即电阻上的电压为 i\*R，结合上面的计算，我们得出输出电压曲线计算公式为：

![\\large \{\\color\{Red\} \}Vc = V\[e^\{-(t/CR)\}\]][large _color_Red_ _Vc _ V_e_-_t_CR]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjU2MjUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]**图4 输出电压曲线计算公式**

[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E7%9F%A9%E5%BD%A2%E6%B3%A2/1362567
[Link 2]: https://baike.baidu.com/item/%E8%84%89%E5%86%B2%E6%B3%A2/2730791
[Link 3]: https://baike.baidu.com/item/%E6%B3%A2%E5%BD%A2/742851
[Link 4]: https://baike.baidu.com/item/%E7%9F%A9%E5%BD%A2%E8%84%89%E5%86%B2
[Link 5]: https://baike.baidu.com/item/%E9%94%AF%E9%BD%BF%E6%B3%A2
[Link 6]: https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E8%B7%AF%E5%8E%9F%E7%90%86
[Link 7]: https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AE%B9
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