同学们!曾几何时,你们会分不清上面两个东西,哪个叫积分器哪个叫微分器吗!你们会分不清上面两个东西哪个叫高通滤波哪个叫低通滤波吗!
波形图曾几何时,你们会分不清上面四种曲线图哪个是对应积分器,哪个是对应微分器的吗!
我今天终于找到了一个记忆的办法,就是:“电容两端的压差不会瞬时改变”(这个是高中物理的知识我就不解释了),来来来我们慢慢说。
积分器先看上面这个电路,Vin 和 Vou 之间串联了一个电阻,表示是低通滤波,高频信号会通过电容流入地。向低通滤波输入如下图电压波形:
波形当 Vin 电压由低到高时,因为电容两端电压不会突变,所以此时Vout的电压依然是不变的,而随着 Vin 的维持,Vout 再缓慢增加,由此容易知道低通滤波对应的是上图的 3、4 波形,所以低通滤波又叫做积分器。
而当 τ << T 时,表示电容充电放电很快,所以上升沿很陡峭,是波形 3;当 τ >> T 时,电容充放电很慢,所以呈现出 4 的波形。
我们在看下面这个图:
微分器
图中电容串联在 Vin 和 Vout 之间,表示交流信号能够通过,而直流信号会被电容隔绝或通过电阻流入到地,所以称为高通滤波。在输入端输入下图波形时:
波形
因为电压从低到高时,电容两端电压不变,所以 Vout 的电压会同时被拉高,但拉高后因为通过电阻接地会进行放电,所以 Vout 值会下降,如上图波形 1、2 所示,所以高通滤波又叫微分器。
而当 τ << T 时,表示电容充电放电很快,所以上升沿很陡峭,是波形 3;当 τ >> T 时,电容充放电很慢,所以呈现出 4 的波形。
这里的充放电波形和电路的一阶电容响应有关,之前的文章有说过不详述了。
然后最后值得一提的是,示波器探头的电路图大概是如下图所示:
示波器探头开关闭合,示波器直流档;开关打开,相当于一个微分器,或者叫隔直电容,此时 τ 很大,会消除信号中的直流成分,例如一个 -2 ~ 10 V 的方波信号 (T<<τ),会在示波器交流档显示为 -6 ~ 6V。
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