微分電路原理

　　a、在輸入信號(hào)上升沿到來(lái)瞬間，因C1兩端電壓不能實(shí)變（此時(shí)充電電流最大，電壓降落在電阻R1兩端），輸出電壓接近輸入信號(hào)峰值（在輸出端由耦合現(xiàn)象產(chǎn)生了高電平跳變）;

　　b、因電路時(shí)間常數(shù)較小，在輸入信號(hào)平頂信號(hào)的前段，C1已經(jīng)充滿電，R1因無(wú)充電電流流過(guò)，電壓降為0V，輸出信號(hào)快速衰減至0電位，直至輸入信號(hào)下降沿時(shí)刻的到來(lái)

　　c、下降沿時(shí)刻到來(lái)時(shí)，C1所充電荷經(jīng)R1泄放。此時(shí)C1左端相當(dāng)于接地（構(gòu)成放電通路），則因電容兩端電壓能突變之故，其右端瞬間出現(xiàn)負(fù)向最大電平（其絕對(duì)值接近輸入信號(hào)峰值）;

　　d、C1所充電荷經(jīng)R1很快泄放完畢，R1因無(wú)充電電流流過(guò)，電壓降為0V，輸出負(fù)向電壓信號(hào)快速升至0電位，直到下一個(gè)脈）沖的上升沿再度到來(lái)在此過(guò)程中，微分電路取出了輸入信號(hào)的突變（上升沿與下降沿）部分，對(duì)其漸變部分視若無(wú)膳

　　微分電路的特點(diǎn)

　　微分電路可以使使輸入方波轉(zhuǎn)換成尖脈沖波

　　微分電路電阻串聯(lián)在干路中，電容在主電路中

　　微分電路的時(shí)間常數(shù)t要小于或者等于1/10倍的輸入脈沖寬度

　　微分電路輸入和輸出成微分關(guān)系

　　利用電流定理和虛短虛斷的原理，不難得出輸入輸出關(guān)系

　　基于以上原理，利用仿真軟件可以更形象的看出輸入和輸出之間的關(guān)系（藍(lán)色為輸入，紅色為輸出）

　　該類型的微分電路，特別是仿真軟件中，各信號(hào)都是純凈的，不含有噪聲。但是在現(xiàn)實(shí)的世界中，沒(méi)有噪聲的信號(hào)是不存在的;同時(shí)，該電路中的運(yùn)放對(duì)交流信號(hào)有放大效果，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)為一高通濾波器，信號(hào)的相位滯后90°，基于以上三個(gè)原因，該系統(tǒng)可能不穩(wěn)定，從而進(jìn)入自激振蕩的情況。因此，該電路還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

　　我們常見的微分電路會(huì)是這個(gè)類型

　　在改進(jìn)后的微分電路中，增加了輸入電阻和反饋電容，相信這種電路在實(shí)際的模擬信號(hào)處理中會(huì)經(jīng)常見到，正是由于這兩個(gè)元件的引入，使信號(hào)產(chǎn)生了90°的相移，這樣，就能是該系統(tǒng)保持穩(wěn)定（這部分內(nèi)容可參考模擬電子系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)容）。

　　但是該電路也并不是完美，它受輸入信號(hào)的頻率影響，當(dāng)頻率過(guò)高的時(shí)候，會(huì)變?yōu)榉e分電路。如果感興趣的可以在仿真軟件中進(jìn)行測(cè)試。

　　運(yùn)放有一個(gè)明顯的特征就是容易受到偏置電流的影響，為了讓微分電路受其影響最小，通常我們會(huì)在正負(fù)輸入端添加一個(gè)電阻，進(jìn)行偏置電流的限制，典型電路如下

　　有的時(shí)候還有在正向輸入端增加一個(gè)偏置電阻，大小等于反饋電阻的大小。

　　這樣的電路是不是和書本的微分電路差距甚大？但是，究其原因，就是在基礎(chǔ)電路的基礎(chǔ)上解決各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題所添加的元件。這種思路，相信對(duì)我們電子工程師來(lái)說(shuō)，也是一種不錯(cuò)的思路。