一、矩形脈沖信號

　　在數(shù)字電路中，經(jīng)常會碰到如圖4-16所示的波形，此波形稱為矩形脈沖信號。其中為脈沖幅度，為脈沖寬度，為脈沖周期。

　　當(dāng)矩形脈沖作為RC串聯(lián)電路的激勵源時(shí)，選取不同的時(shí)間常數(shù)及輸出端，就可得到我們所希望的某種輸出波形，以及激勵與響應(yīng)的特定關(guān)系。

　　圖4-16 脈沖信號

　　二、微分電路

　　在圖4-17所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電阻兩端取出的電壓，即，電路時(shí)間常數(shù)小于脈沖信號的脈寬，通常取。

　　圖4-17 微分電路圖

　　因?yàn)閠《0時(shí)，，而在t = 0 時(shí)，突變到，且在0《 t 《 t1期間有：，相當(dāng)于在RC串聯(lián)電路上接了一個(gè)恒壓源，這實(shí)際上就是RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)：。由于，則由圖4-17電路可知。所以，即：輸出電壓產(chǎn)生了突變，從0 V突跳到。

　　因?yàn)?img alt="" border="0" height="34" src="/uploads/allimg/170515/1144232239-17.gif" width="34" />，所以電容充電極快。當(dāng)時(shí)，有，則。故在期間內(nèi)，電阻兩端就輸出一個(gè)正的尖脈沖信號，如圖4-18所示。

　　在時(shí)刻，又突變到0 V，且在期間有：= 0 V，相當(dāng)于將RC串聯(lián)電路短接，這實(shí)際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)：。

　　由于時(shí)，，故。

　　因?yàn)?img alt="" border="0" height="34" src="/uploads/allimg/170515/114423H63-30.gif" width="34" />，所以電容的放電過程極快。當(dāng)時(shí)，有，使，故在期間，電阻兩端就輸出一個(gè)負(fù)的尖脈沖信號，如圖4-18所示。

　　圖4-18 微分電路的ui與uO波形

　　由于為一周期性的矩形脈沖波信號，則也就為同一周期正負(fù)尖脈沖波信號，如圖4-18所示。

　　尖脈沖信號的用途十分廣泛，在數(shù)字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號；在變流技術(shù)中常用作可控硅的觸發(fā)信號。

　　這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結(jié)果，故稱這種電路為微分電路。

　　微分電路應(yīng)滿足三個(gè)條件：① 激勵必須為一周期性的矩形脈沖；② 響應(yīng)必須是從電阻兩端取出的電壓；③ 電路時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于脈沖寬度，即。

　　三、積分電路

　　在圖4-19所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電容兩端取出的電壓，即，且電路時(shí)間常數(shù)大于脈沖信號的脈寬，通常取。

　　因?yàn)?img align="middle" alt="" border="0" height="18" src="/uploads/allimg/170515/114423I16-41.gif" width="30" />時(shí)，，在t =0時(shí)刻突然從0 V上升到時(shí)，仍有，

　　故。在期間內(nèi)，，此時(shí)為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應(yīng)，即。

　　由于，所以電容充電極慢。當(dāng)時(shí)，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸入信號已經(jīng)發(fā)生了突變，從突然下降至0 V。則在期間內(nèi)，，此時(shí)為RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)，即。

　　由于，所以電容從處開始放電。因?yàn)?img align="middle" alt="" border="0" height="19" src="/uploads/allimg/170515/1144235418-59.gif" width="105" />，放電進(jìn)行得極慢，當(dāng)電容電壓還未衰減到時(shí)，又發(fā)生了突變并周而復(fù)始地進(jìn)行。這樣，在輸出端就得到一個(gè)鋸齒波信號，如圖4-20所示。

　　鋸齒波信號在示波器、顯示器等電子設(shè)備中作掃描電壓。

　　由圖4-20波形可知：若越大，充、放進(jìn)行得越緩慢，鋸齒波信號的線性就越好。

　　從圖4-20波形還可看出，是對積分的結(jié)果，故稱這種電路為積分電路。

　　RC積分電路應(yīng)滿足三個(gè)條件：① 為一周期性的矩形波；② 輸出電壓是從電容兩端取出；③電路時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于脈沖寬度，即。

　　圖4-19 積分電路圖 圖4-20 積分電路的ui與uo波形

　　【例4-6】 在圖4-21（a）所示電路中，輸入信號的波形如圖4-21（b）所示。試畫出下列兩種參數(shù)時(shí)的輸出電壓波形。并說明電路的作用。

　　① 當(dāng)時(shí)；② 當(dāng)時(shí)。

　　圖4-21 電路圖圖

　　解：① 因?yàn)?img align="middle" alt="" border="0" height="18" src="/uploads/allimg/170515/114423JO-70.gif" width="123" />，所以，

　　而，顯然，此時(shí)電路是一個(gè)微分電路，其輸出電壓波形如圖4-22（a）所示。

　　② 因?yàn)闉?img align="middle" alt="" border="0" height="19" src="/uploads/allimg/170515/1144235418-59.gif" width="105" />.

　　而，但 很接近于 。所以電容充電較慢，即。

　　故，所以當(dāng)時(shí)，，；時(shí)，。

　　此時(shí)，已從10 V突跳到0 V，則電容要經(jīng)電阻放電，即。

　　所以。

　　則當(dāng)時(shí)，；

　　時(shí)，。

　　輸出電壓波形如圖4-22（b）所示。。

　　由圖4-22可知：當(dāng)越大時(shí)，波形就越接近于波形。所以，此時(shí)的電路就稱為耦合電路。