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积分与微分电路

积分与微分电路

积分电路与微分电路是噪讯对策上的基本,同时也是具备对照特性的模拟电路。事实上积分电路与微分电路还细分成数种电路,分别是执行真积分/微分的完全积分/微分电路,以及具有与积分/微分不同特性的不完全积分/微分电路。除此之外积分/微分电路又分成主动与被动电路,被动型电路无法实现完全积分/微分,因此被动型电路全部都是不完全电路。

积分/微分电路必需发挥频率特性,为了使电路具备频率特性使用具备频率特性的电子组件,例如电容器与电感器等等。
被动电路
不完全积分/微分电路
图1是被动型不完全积分电路,如图所示组合具备相同特性的电路,就可以制作上述两种电路。

图1与图2分别是使用电容器与电感器的电路,使用电容器的电路制作成本比较低,外形尺寸比较低小,容易取得接近理想性的组件,若无特殊理由建议读者使用电容器的构成的电路。此外本文所有内容原则上全部以电容器的构成的电路为范例作说明。

图1与图2的两电路只要更换串联与并联的组件,同时取代电容器与电感器,就可以制作特性相同的电路。

不完全积分电路与微分电路一词,表示应该有所谓的完全积分电路与微分电路存在,然而完全积分电路与微分电路却无法以被动型电路制作,必需以主动型电路制作。

不完全积分电路与微分电路具有历史性的含义,主要原因是过去无法获得增幅器的时代,无法以主动型电路制作真的积分/微分电路,不得已使用不完全积分/微分电路。
由于不完全积分/微分电路本身具备与真的积分/微分电路相异特性,因此至今还具有应用价值而不是单纯的代用品。
不完全积分/微分电路又称为积分/微分电路,它的特性与真积分/微分电路相异,单纯的积分/微分电路极易与真积分/微分电路产生混淆,因此本讲座将它区分成:
*完全积分电路/微分电路
*不完全积分电路/微分电路

不完全积分电路的应用
不完全积分电路属于低通滤波器的一种,它与1次滤波器都是同一类型的电路,不完全积分电路经常被当成噪讯滤波器使用,广泛应用在模拟电路、数字电路等领域。此处假设:
T: 时定数
R: 阻抗
C: 电容
: 切除(cut-off)频率

如此一来:

图3是不完全积分电路的频率特性,虽然不完全积分电路属于模拟电路,不过在数字电路中它可以产生一定的延迟,因此不完全积分电路经常被当作延迟电路使用。不完全积分电路比纯数字电路更简易、低价、省空间(图4),然缺点是它的时间精度很低只能作概略性应用。图4的缓冲器为施密特触发器(schmitt trigger)。
 
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