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RC区分器电路公式输出及波形案例摘要

模拟对话 2019-06-27 16:43 次阅读

无源RC微分器是一个串联RC网络,它产生的输出信号对应于微分的数学过程。

对于无源RC微分电路,输入连接到电容输出电压来自与 RC积分电路完全相反的电阻

无源RC微分器只不过是与电阻串联的电容这是一种频率相关器件,它具有与固定电阻串联的电抗(与积分器相反)。就像积分电路一样,输出电压取决于电路RC时间常数和输入频率。

因此在低输入频率时,电容的电抗,X C 是高阻断任何直流电电压或缓慢变化的输入信号。在高输入频率时,电容电抗很低,允许快速变化的脉冲直接从输入端传递到输出端。

这是因为容抗电容的比率(X C )对于不同的频率,电阻(R)是不同的,频率越低,输出越少。因此,对于给定的时间常数,随着输入脉冲的频率增加,输出脉冲越来越像输入脉冲的形状。

我们在关于被动高通的教程中看到了这种效应滤波器,如果输入信号是正弦波,rc微分器将简单地用作具有与RC对应的截止或转角频率的简单高通滤波器(HPF)串联网络的时间常数(tau,τ)。

因此,当用纯正弦波馈电时,由于标准,RC微分电路作为简单的无源高通滤波器。 X C = 1 /(2πC)的容抗电阻公式。

但也可以配置一个简单的RC网络来执行输入信号的微分。我们从之前的教程中知道,通过电容器电流是一个复数指数,由下式给出: i C = C(dVc / dt)。电容器充电(或放电)的速率与电阻量和电容量成正比,给出电路的时间常数。因此,RC微分电路的时间常数是等于R和C乘积的时间间隔。考虑下面的基本RC串联电路。

RC微分电路

对于RC微分电路,输入信号施加到电容的一侧,输出通过电阻,然后V OUT 等于V R 。由于电容器是频率相关元件,所以在板上建立的电荷量等于电流的时域积分。也就是说,电容器需要一定的时间才能完全充电,因为电容器不能立即以指数方式充电。

我们在教程中看到 RC积分器单级电压脉冲施加到RC积分器的输入端,如果RC时间常数足够长,则输出变为锯齿波形。 RC微分器也将改变输入波形,但与积分器的方式不同。

电阻器电压

我们之前说过,对于RC微分器,输出等于电阻两端的电压,即:V OUT 等于V R 并且是一个电阻,输出电压可以然而,电容器两端的电压不能立即改变,而是取决于电容C的值,因为它试图在其板上存储电荷Q.然后,流入电容器的电流,即 i t 取决于电路板上电荷的变化率。因此,电容器电流与电压不成比例,而与其时间变化成正比,给出:i = dQ / dt。

当电容器极板上的电荷量等于 Q = C x Vc ,即电容乘以电压时,我们可以推导出电容器电流的公式为:

电容器电流

因此电容器电流可写为:

由于V OUT 等于V R ,其中V R 根据欧姆定律也是相等的:i R xR。流过电容器的电流也必须流过电阻,因为它们都串联连接在一起。因此:

因此,为RC微分电路提供的标准公式为:

RC微分公式

然后我们可以看到输出电压V OUT 是输入电压的导数,V IN ,由RC的常数加权。其中RC表示串联电路的时间常数τ。

单脉冲RC微分器

当首次将单步电压脉冲施加到输入时对于RC微分器,电容器“最初出现”为快速变化信号的短路。这是因为方波的正向边缘的斜率dv / dt非常大(理想情况下是无限的),因此在信号出现的瞬间,所有输入电压都会通过电阻器出现的输出。

在输入信号的初始正向边沿经过并且输入的峰值恒定后,电容开始充电它的正常方式是通过电阻响应输入脉冲,其速率由RC时间常数τ= RC决定。

当电容充电时,电阻两端的电压,输出降低以指数方式,直到电容器在5RC(5T)的时间常数后变为完全充电,导致电阻器上的输出为零。因此,满充电电容两端的电压等于输入脉冲的值,如下:V C = V IN ,只要输入脉冲的幅度,这个条件就成立不会改变。

如果输入脉冲现在变化并返回到零,则脉冲的负向边沿的变化率通过电容器到达输出,因为电容器无法响应高dv / dt变化。结果是输出端出现负向峰值。

在输入信号的初始负向边沿后,电容器恢复并启动正常放电,电阻上的输出电压,以及输出电压随着电容放电而开始呈指数增长。

因此,无论何时输入信号快速变化,输出端都会产生电压尖峰。该电压尖峰的极性取决于输入是在正方向还是在负方向上变化,因为输入信号的正向边沿产生正尖峰,并且由于负输出而产生负尖峰。输入信号。

因此,RC微分器输出实际上是输入信号的变化率图,它与方波输入波没有相似之处,但由于输入脉冲值改变时由窄正负尖峰组成。

通过改变方波输入脉冲的时间周期T相对于串联组合的固定RC时间常数,输出脉冲的形状将如图所示改变。

RC微分器输出波形

然后我们可以看到输出波形的形状取决于脉冲宽度的比例到RC时间常数。当RC比脉冲宽度大得多(大于10RC)时,输出波形类似于输入信号的方波。当RC比脉冲宽度小得多(小于0.1RC)时,输出波形采用非常尖锐和窄的尖峰形式,如上所示。

因此通过改变10RC电路的时间常数到0.1RC我们可以产生一系列不同的波形。通常在RC微分电路中总是使用较小的时间常数,以在R上的输出端提供良好的尖锐脉冲。因此,方波脉冲的差分(高dv / dt阶跃输入)是无限短的尖峰,导致RC微分电路。假设方波波形的周期T为20mS,脉冲宽度为10mS(20mS除以2)。为使尖峰放电至其初始值的37%,脉冲宽度必须等于RC时间常数,即RC = 10mS。如果我们选择一个电容值,C为1uF,则R等于10kΩ。

为使输出类似于输入,我们需要RC为脉冲宽度值的十倍(10RC),因此,对于电容值,例如1uF,这将给出一个电阻值:100kΩ。同样,为了使输出类似于尖锐脉冲,我们需要RC为脉冲宽度的十分之一(0.1RC),因此对于相同的电容值1uF,这将给出一个电阻值:1kΩ,依此类推。

RC分化器示例

因此RC值为脉冲的十分之一宽度(在我们的例子中,这是0.1 x 10mS = 1mS)或更低,我们可以在输出端产生所需的尖峰,并且给定脉冲宽度的RC时间常数越低,尖峰越尖锐。因此,输出波形的确切形状取决于RC时间常数的值。

RC微分器摘要

我们在这里看到RC微分器教程,输入信号施加到电容器的一侧,输出通过电阻器。微分电路用于产生定时电路应用的触发或尖峰型脉冲。

当该RC电路应用方波步进输入时,它会在输出端产生完全不同的波形。输出波形的形状取决于输入方波的周期时间T(因此频率,f)和电路的RC时间常数值。

当输入波形的周期时间电路RC时间常数也类似于(或更高频率),输出波形类似于输入波形,即方波轮廓。当输入波形的周期时间远长于(较低频率)电路RC时间常数时,输出波形类似于窄的正和负尖峰。

输出的正尖峰由输入方波的前沿,而输出的负尖峰是由输入方波的下降沿产生的。然后RC微分电路的输出取决于输入电压的变化率,因为效果非常类似于微分的数学函数。

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MC33761 LDO稳压器 80 mA 1 V 高PSRR 低噪声 带开/关控制

1是一款低压差(LDO)开关稳压器,具有出色的噪声性能。由于其创新设计,该电路在没有外部旁路电容的情况下达到令人印象深刻的40uVRMS噪声水平。这款LDO采用小型SOT-23 5引线封装,在空间和噪声非常高的情况下代表了理想设计师的选择。 没有外部带隙电容可加快唤醒信号的响应时间并将其保持在40us(重复模式)内,使MC33761成为便携式应用的理想选择。 MC33761低压差(LDO)线性稳压器还采用了一种新颖的架构,可防止存在过多的下冲快速瞬态突发,如在任何突发系统中。 最后,静态线路调节优于-75dB,它自然屏蔽下游电子设备免受波动线的影响。 特性 超低噪音:150 nV / sq。根Hz @ 100 Hz,40mVRMS 100 Hz - 100 kHz典型值,I out = 60 mA,Co = 1.0mF 从OFF到ON的快速响应时间:200 Hz重复频率时典型值为40ms 准备1.0 V平台:ON,900 mV高电平 额定输出电流80 mA具有100 mA峰值容量 典型压降90 mV @ 30 mA,160 mV @ 80 mA 纹波抑制:70 dB @ 1.0 kHz 1.5%输出精度@ 25°C 热关机 V out 可在2.5 V,2.8 V,2.9 V,3.0 V下使用,5.0...
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MC33761 LDO稳压器 80 mA 1 V 高PSRR 低噪声 带开/关控制

MC7900 线性稳压器 1 A 5 V 负极

固定输出负线性稳压器旨在作为流行的MC7800系列器件的补充。该负电压调节器提供与MC7800器件相同的七电压选项。此外,负系统MC7900系列还提供MECL系统中常用的一个额外电压选项。 这些线性稳压器具有-5.0 V至-24 V的固定输出电压选项,采用限流,热关断和安全区域补偿 - 使其在大多数工作条件下非常坚固。通过充分的散热,它们可以提供超过1.0 A的输出电流。 规格: MC7900AC MC7900B MC7900C 容差 2% 4% 4% 温度范围 0°C至+ 125°C -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125° C 包装 D2PAK,TO-220 D2PAK,TO-220 D2PAK,TO -220 特性 无需外部组件 内部热过载保护 内部短路电流限制 输出晶体管安全区域补偿 2%电压T可用油酸(参见订购信息) 无铅包可能有货。 G-Suffix表示无铅铅涂层。 电路图、引脚图和封装图...
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MC7900 线性稳压器 1 A 5 V 负极

LV5686PVC 线性稳压器 3通道 带6个高侧开关

PVC是用于汽车音响系统的多电压调节器。该IC具有3个稳压器,5V输出用于微控制器,9.85V输出用于照明,9V输出用于音频控制,6个高端开关。关于保护电路,它具有过流保护,过压保护和热关断功能。该IC最适用于汽车音响系统。 特性 3系统稳压器: VDD(MCU)照明音频 6个高侧开关 过流保护 BATT。检测:欠压1(
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LV5686PVC 线性稳压器 3通道 带6个高侧开关

FDMF2011 高性能100V智能功率级模块

11 电路图、引脚图和封装图
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FDMF2011 高性能100V智能功率级模块

MC33375 LDO稳压器 300 mA 高PSRR 带开/关控制

5系列是微功率低压差(LDO)线性稳压器,提供各种输出电压以及封装,SOT-223和SOP-8表面贴装封装。这些器件具有极低的静态电流,能够提供高达300mA的输出电流。输出端存在短路,内部热关断电路提供内部电流和热限制保护。 MC33375有一个控制引脚,允许逻辑电平信号关闭或转向 - 关于稳压器输出。 由于低输入至输出电压差和偏置电流规格,这些器件非常适用于电池供电的计算机,消费类和工业设备,其中延长了有用的电池寿命理想。 特性 低静态电流(OFF模式下为0.3 mA; ON模式下为125 mA) I O = 10 mA时输入至输出电压差为25 mV,I O时为260 mV = 300 mA 极其严格的线路和负载调节 稳定,输出电容仅为0.3 2.5 m输出电压3 mF 内部电流和热限制 逻辑电平开/关控制 应用 终端产品 电池供电的消费类产品 HandHeld Instruments 可携式摄像机和相机 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
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MC33375 LDO稳压器 300 mA 高PSRR 带开/关控制

FAN48617 固定输出同步TinyBoost®稳压器

17 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-30 05:02 64次 阅读
FAN48617 固定输出同步TinyBoost®稳压器

NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

4A提供了极大的灵活性,可以进行设计优化。该部件能够优化尺寸与效率之间的权衡和可调节性,以满足各种POL应用。可调功能包括软启动时序,开关频率,输出电压和工作模式(固定CCM模式或DCM / CCM操作)。附加功能包括REFIN输入,允许使用外部参考,可用于DDR终端应用。可通过两个输入选择九个输出电压,或者可通过两个外部电阻在外部调节该部件.NCP1594A具有过流,欠压和热故障保护功能。该部件在-40C至85C之间完全指定。 特性 优势 2.9 V至5.5V的操作 允许从3.3V或5V总线轨操作 可调频率从500 kHz到2 MHz 优化总体规模与效率的权衡 9固定输出电压或外部可调低至0.6V 节省外部电阻和/或提供设计灵活性 欠压,过流和过温保护 保护IC免受故障 可调节软启动 设置受控输出斜坡上升时间 安全启动到prebias输出 防止来自输出电容器的反向电流 外部参考输入 允许更改输出并可用于DDR终止应用程序 逐周期过流 防止过流情况 可调开关频率从500kHz到2MHz 在规模和效率方面优化设计 REFIN输入 允许在...
发表于 07-30 04:02 88次 阅读
NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-30 00:02 68次 阅读
LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

LP2951_XFCS LDO稳压器 100 mA 带有错误标志输出

_XFCS 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 23:02 77次 阅读
LP2951_XFCS LDO稳压器 100 mA 带有错误标志输出

KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出

XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 23:02 89次 阅读
KA78R LDO稳压器 1 A 5至15V 带固定输出

NCV8537 LDO稳压器 500 mA 低压差

7是一款高性能低压差线性稳压器。该器件基于流行的NCV8535,保留了其前代产品的所有最佳功能,包括高精度,出色的稳定性,低噪声性能和反向偏置保护,但现在包含一个电源良好输出信号,可以监控电源系统。 NCV8537完全符合AECQ100和PPAP标准。该器件的工作温度范围为-40℃至125℃,可提供固定或可调输出,采用10引脚3x3 mm DFN封装。 特性 优势 线路和负载高精度输出差异 多种应用的多功能解决方案 工作温度范围:-40C至125C 适用于汽车应用 低噪声(33 Vrms w / 10 nF Cnr和52 Vrms w / out Cnr) 非常受音频和娱乐系统欢迎 电源良好输出可用 自我监控调节器在哪里指定限制。 M最大电压输入16V,输入工作电压范围2.9 V至12 V. 性能稳定 符合AECQ100和PPAP 适用于汽车应用 应用 终端产品 网络系统,DSL /电缆调制解调器 汽车应用音频系统 导航系统 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 远程信息处理 导航系统 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 23:02 30次 阅读
NCV8537 LDO稳压器 500 mA 低压差

NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压,可在±2%范围内调节。它适用于所有汽车环境,并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器,可调复位,唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能,如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项:5.0 V 输出电压精度:±2% 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能: - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能: - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 23:02 40次 阅读
NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-29 22:02 50次 阅读
NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

MC78M 线性稳压器 500 mA 5至24 V 高PSRR 正极

0 / MC78M00A正线性稳压器与流行的MC7800系列器件完全相同,只是它的输出电流仅为输出电流的一半。与MC7800器件一样,MC78M00三端稳压器用于本地卡上电压调节。 内部通道晶体管的内部限流,热关断电路和安全区域补偿相结合,使这些线性稳压器在大多数工作条件下都非常坚固。具有足够散热的最大输出电流为500 mA。 规格:
发表于 07-29 21:02 77次 阅读
MC78M 线性稳压器 500 mA 5至24 V 高PSRR 正极

LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道

NV是单通道降压型开关稳压器。 特性 与负载无关的软启动电路 ON / OFF功能 集成脉冲脉冲过流保护 电流模式控制 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 19:02 115次 阅读
LV5749NV 降压稳压器 开关 1通道

NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

9 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 17:02 98次 阅读
NCP5269 具有2位VID的系统代理控制器

NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM

1同步降压控制器IC旨在为14引脚SOIC中的板载DC-DC应用提供简单的同步降压稳压器。 NCP1581专为跟踪应用而设计,提供轨道输入。 NCP1581采用固定内部400 kHz开关频率工作,允许使用小型外部元件。该器件具有由外部电容设置的可编程软启动,欠压锁定和输出欠压检测,可在检测到输出短路时锁定器件。电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 16:02 128次 阅读
NCP1581 用于跟踪应用的同步降压控制器 高频PWM