西門子CPU模塊6ES7314-1AG14-0AB0

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)程也稱暫態(tài)過(guò)程，簡(jiǎn)稱暫態(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。

濾波電路又稱為濾波器，是一種選頻電路，能夠使特定頻率范圍的信號(hào)通過(guò)，而使其它頻率的信號(hào)大大衰減即阻止其通過(guò)。按其工作頻率范圍的不同，濾波電路可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器和全通濾波器。僅由電阻、電容、電感這些無(wú)源元件組成的濾波電路稱為無(wú)源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件，如集成運(yùn)放等，則稱為有源濾波器。與無(wú)源濾波器相比，有源濾波器具有體積小、效率高、帶負(fù)載能力強(qiáng)、頻率特性好，而且在濾波的同時(shí)還可以將有用信號(hào)放大等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。

圖1(a)所示電路為一階有源低通濾波電路。

圖1(a) 電路圖	圖1(b) 頻幅特性

由RC電路可知

(1)

根據(jù)同相比例運(yùn)算電路的運(yùn)算關(guān)系，有=(1+)，故濾波器的電壓傳遞函數(shù)為

(2)

令，即，上式可變?yōu)?/p>

(3)

當(dāng)f=0時(shí), ，其中為電路的通帶放大倍數(shù)。

當(dāng)f=f₀時(shí)，。

當(dāng)f=∞時(shí)，。

其幅頻特性如圖1(b)所示。

為改善濾波效果，使f>f_o時(shí)，信號(hào)衰減的更快，一般在圖1(a)所示的一階低通濾波器的基礎(chǔ)上再增加一級(jí)RC電路就構(gòu)成二階有源低通濾波器，如圖2所示。

圖2(a) 電路圖	圖1(b) 頻幅特性

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將圖1(a)所示的一階有源低通濾波器中的電阻R和電容C對(duì)調(diào)，即可成為一階有源高通濾波器，如圖1(a)所示。

圖1(a) 電路圖	圖1(b) 頻幅特性

由RC電路可知

(1)

根據(jù)同相比例運(yùn)算電路的運(yùn)算關(guān)系，有=(1+)，故濾波器的電壓傳遞函數(shù)為

(2)

令，即，上式可變?yōu)?/p>

(3)

當(dāng)f=0時(shí)，。

當(dāng)f=∞時(shí)，，其中為電路的通帶放大系數(shù)。

當(dāng)f=f₀時(shí)，。其幅頻特性如圖1(b)所示。

除了上面介紹的低通濾波電路和高通濾波電路之外，若將一個(gè)低通濾波電路與一個(gè)高通濾波電路串聯(lián)，即可組成帶通濾波電路，條件是低通的應(yīng)大于高通的。若將一個(gè)低通濾波電路與一個(gè)高通濾波電路并聯(lián)，即可組成帶阻濾波電路，條件是低通的應(yīng)小于高通的