阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
看到一個(gè)高速電路,兩個(gè)運(yùn)放之間有一個(gè)阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu),目的是為了濾波,搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的電路仿真一下,分別用方波作為輸入信號(hào)源和交流參數(shù)掃描,所得結(jié)果如下: 從后兩張圖片結(jié)果可以看出這種RC并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)有濾波作用,但是又和一般的RC低通濾波電路原理不一樣,由電容特性原理可知,電容兩端電壓不突變,信號(hào)加在阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)上邊,對(duì)電容充電電容電壓慢慢升高,電容鉗制了電阻電壓的上升。但是能不能像低通濾波器那樣,給出一個(gè)傳遞方程呢?從量的角度分析這種電路結(jié)構(gòu)濾波的原理?
阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)在電路中的濾波原理可以通過(guò)以下幾個(gè)步驟進(jìn)行分析:
1. 首先,我們需要了解阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)的基本組成。在這種結(jié)構(gòu)中,一個(gè)電阻(R)和一個(gè)電容(C)并聯(lián)連接。當(dāng)輸入信號(hào)通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí),電阻和電容都會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響。
2. 接下來(lái),我們分析電阻和電容對(duì)信號(hào)的影響。電阻對(duì)信號(hào)的影響主要是通過(guò)其阻值來(lái)限制信號(hào)的幅度。而電容對(duì)信號(hào)的影響則是通過(guò)其充放電過(guò)程來(lái)影響信號(hào)的相位和幅度。
3. 當(dāng)輸入信號(hào)為方波時(shí),我們可以將其視為一個(gè)包含多種頻率成分的信號(hào)。在這種情況下,電容的充放電過(guò)程會(huì)對(duì)不同頻率成分產(chǎn)生不同的影響。對(duì)于高頻成分,電容的充放電速度較快,因此電容對(duì)高頻成分的影響較小。而對(duì)于低頻成分,電容的充放電速度較慢,因此電容對(duì)低頻成分的影響較大。
4. 由于電容對(duì)不同頻率成分的影響不同,這使得阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有一定的濾波作用。具體來(lái)說(shuō),這種結(jié)構(gòu)可以抑制低頻成分,讓高頻成分通過(guò)。這與一般的RC低通濾波電路原理不同,因?yàn)榈屯V波器主要抑制高頻成分,讓低頻成分通過(guò)。
5. 為了給出一個(gè)傳遞方程,我們可以將阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)視為一個(gè)二階系統(tǒng)。在這種情況下,傳遞方程可以表示為:
H(s) = Vout(s) / Vin(s) = 1 / (sC + 1/(RsC) + 1)
其中,H(s) 是傳遞函數(shù),Vout(s) 是輸出電壓的拉普拉斯變換,Vin(s) 是輸入電壓的拉普拉斯變換,s 是拉普拉斯變換的復(fù)變量,R 是電阻值,C 是電容值。
6. 通過(guò)這個(gè)傳遞方程,我們可以分析阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)的濾波性能。例如,我們可以通過(guò)求解極點(diǎn)和零點(diǎn)來(lái)確定濾波器的截止頻率和相位特性。
總之,阻容并聯(lián)結(jié)構(gòu)的濾波原理主要依賴(lài)于電阻和電容對(duì)不同頻率成分的影響。通過(guò)分析傳遞方程,我們可以更深入地了解這種結(jié)構(gòu)的濾波性能。