1.電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)
含有動(dòng)態(tài)元件 (或
)的電路稱(chēng)為動(dòng)態(tài)電路,當(dāng)動(dòng)態(tài)電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電路儲(chǔ)存的能量會(huì)發(fā)生變化,若電路沒(méi)有沖激電流(或沖激電壓),能量的變化就不能在一瞬間完成,能量的積累或衰減需要一定的時(shí)間或過(guò)渡過(guò)程來(lái)進(jìn)行,這個(gè)過(guò)渡過(guò)程也稱(chēng)暫態(tài)過(guò)程,簡(jiǎn)稱(chēng)暫態(tài)。
電路如圖3-1(a) 所示。設(shè)電容初始電壓為零(即零狀態(tài)的電路),當(dāng)
時(shí),開(kāi)關(guān)S合到1處,電源
開(kāi)始對(duì)電容
充電,電容電壓
沿指數(shù)規(guī)律上升,且
,波形見(jiàn)圖3-1(b) 所示的曲線1。此
響應(yīng)也稱(chēng)為零狀態(tài)響應(yīng)。
若上述電路已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài),,設(shè)在
時(shí),將開(kāi)關(guān)S合向2處,此時(shí),
電路脫離電源
(即電路的輸入為零),因此,電容
會(huì)通過(guò)電阻
放電,電容電壓
沿指數(shù)規(guī)律下降,且
,波形見(jiàn)圖3-1(b) 所示的曲線2。此
響應(yīng)也稱(chēng)為零輸入響應(yīng)。電容充、放電的快慢均由電路的時(shí)間常數(shù)
決定。
電路根據(jù)對(duì)電路參數(shù)和輸出信號(hào)的選取不同,可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的簡(jiǎn)單微分或者積分,實(shí)現(xiàn)將輸入的方波變換成正負(fù)尖頂脈沖或三角波。
2.微分電路
電路如圖3-2(a) 所示。輸入信號(hào)為正負(fù)方波,輸出信號(hào)取自電阻
的兩端,即
,如果電路的參數(shù)滿足:電路的時(shí)間常數(shù)
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,可以推得輸出信號(hào)
即輸出電壓近似與對(duì)輸入電壓
的微分成比例,故稱(chēng)電路為微分電路,輸出端的波形如圖3-2(b) 所示。微分電路將輸入的方波轉(zhuǎn)換成了正負(fù)尖頂脈沖,此尖頂脈沖波形常作為觸發(fā)信號(hào)使用。
3.積分電路
電路如圖3-3(a) 所示。輸入信號(hào)為正負(fù)方波,輸出信號(hào)取自電容
的兩端,即
,如果電路的參數(shù)滿足:電路的時(shí)間常數(shù)
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,此時(shí),電路的電流
,可以推得輸出信號(hào)
即輸出電壓近似與對(duì)輸入電壓
的積分成比例,故稱(chēng)電路為積分電路,輸出端的波形如圖3-3(b) 所示。積分電路將輸入的方波轉(zhuǎn)換成了三角波。