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1、 實(shí)驗(yàn)三:積分電路與微分電路在不同頻率同波幅的輸入方波信號(hào)下的輸出波形
一、 微分電路(輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的微分成正比的電路)
(1) 微分電路的電路連接
參數(shù):選用了c=22uF的電容,以及R=120Ω的電阻,串成一個(gè)高通電路,并研究在不同頻率同波幅輸入方波信號(hào)下的輸出波形。
(2) 輸出電壓波形
A B
C
注:其中在A為50Hz下觀察的波形(微分), B是在5kHz下觀察出來(lái)的方波波形,而C則是在4MHz下觀察出來(lái)的類似于積分波形的波形(高頻段)。
(3)
2、波形分析
這是個(gè)典型的微分電路,在低頻段會(huì)出現(xiàn)典型的微分波形,如圖A。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)我看出只有在電壓跳變的時(shí)候才會(huì)有輸出,而當(dāng)電壓不變的時(shí)候則無(wú)輸出,當(dāng)輸入電壓反向跳變時(shí),電容開(kāi)始放電,電阻中產(chǎn)生電流,隨著時(shí)間推移電容中的電荷的減少,電阻中的電流也就減少?gòu)亩妷阂簿蜏p少了。由于放電速度又快變慢從而出現(xiàn)曲線先陡峭后光滑的現(xiàn)象,同時(shí)圖中h不為零我認(rèn)為是電容沒(méi)有放電完電壓就反向跳變了的原因,這也和我在實(shí)驗(yàn)中降低輸入頻率h趨近于零這個(gè)現(xiàn)象相符合。
而出現(xiàn)圖B方波的原因我認(rèn)為是當(dāng)輸入信號(hào)頻率達(dá)到5kHz時(shí)此時(shí)電容可以看做短路了,從而輸出波形和輸入波形相同,這是高通電路的特點(diǎn)。
而圖C出現(xiàn)類積
3、分波形的波,我猜想是在示波器中的交流檔內(nèi)同時(shí)也存在著積分電路,在低頻段時(shí)候電路中的電容只是充當(dāng)隔直的作用,而到了高頻段的時(shí)候,他就變成了積分電路從而出現(xiàn)了積分波形。
當(dāng)頻率繼續(xù)增大時(shí)圖C不停壓縮便出現(xiàn)了類似于正弦波or三角波的波形如下圖所示
二、 積分電路(輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的積分成正比的電路)
(1) 積分電路的電路連接
參數(shù):同微分電路,連法如上圖所示,研究在不同頻率同波幅的輸入方波信號(hào)下的輸出波形。
(2) 輸出波形
A B
C
4、 D
E F
注:圖A為1Hz下的波形,圖B為50Hz下積分波形,圖C為500Hz下輸出的三角波,圖D為20kHz時(shí)的波形,圖E為100kHz下的波形,圖F為8MHz下的波形。
(3) 波形分析
圖A是在頻率為1Hz下的波形,因?yàn)檫@是低通電路,所以在頻率很低的情況下電容相當(dāng)于斷路,所以輸出波形和輸入波形相同,低通電路的特點(diǎn)。
圖B典型積分波形,來(lái)看下圖。
由于電容兩端電壓是不會(huì)像電阻兩端電壓那樣能產(chǎn)生跳變,所以積分電路的原理其實(shí)就是電容充放電的原理,充放電的階段如圖所示。
圖C所示的三角波就是把上圖拋物波進(jìn)行壓縮而得來(lái)的。
另外經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究在兩個(gè)電路低頻段的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)微分波形的原因是,示波器交流檔中的隔直電路充當(dāng)了微分電路如下圖所示
所以在低頻段積分電路也會(huì)出現(xiàn)微分波形。
圖D和圖E還沒(méi)明白是如何產(chǎn)生的,有待進(jìn)一步研究。