candence17.4仿真高通滤波与电容隔离电路
一、高通滤波
1、下面是1K1nF高通滤波仿真电路图
下面是时域仿真结果
电路分析:
电容容值为1nF容值比较小,很快就可以充满电,在给电容快速充放电时,电容相当于短路,此时电阻一端为0V,另一端通过电容与电源在高频上近似短路;
充满电以后,电容与电源连接端,一直维持高电平,另一端通过电阻连接到0V
2、增大电容改成1uF
下面是仿真结果
高通滤波原理:
在0V输入方波为0V时:R1和C1两端电压为0V;
输入方波为0-5V上升沿时:因为C1左侧与信号源直连,会一下升到5V,同时由于C1两端压降无法突变(都是0V),因此此时C1右侧电压也会快速升到5V。
输入方波持续高电平时:C1右侧为5V同时通过电阻R1进行放电,导致C1右侧电压慢慢降低,如果输入方波高电平持续时间很长,那么C1右侧会一直通过电阻进行放电直到流过R1的电流为0A为止,这个时候电容C1两端压降为5V,R1没有压降,电容充满电;如果输入方波还在持续高电平,那么R1与C1是没有电流流动,保持压降不变的一种情况。
当输入方波为5V-0V急速下降时:因为C1左侧与信号源直连,会一下降到0V,同时由于C1两端压降无法突变(左侧为0V,右侧为5V),因此此时C1右侧电压也会快速降到-5V。
输入方波持续低电平时:C1右侧为-5V,电阻一端为0V,那电阻两端就有5V压降,只要电阻两端存在压降,必然存在流动电流,且电流流动方向为0V→(-5V),这时候换个角度理解电容在放电;输入输入方波还在持续低电平,那么电容两端压降为0V,放电才会结束。如果输入电平还在持续低电平,那电容,电阻两端电势都为0V。
总结:
那如何让输入方波与输入方波形状差不多呢?
在上升阶段:延长电容充电时间;
在下降阶段:延长电容放电时间;
增大电容容值,增大电容充放电时间。
增大电阻阻值,延缓充放电速度。
下面是增大容值和增大阻值后的仿真电路图
下面是仿真波形:
3、二阶高通滤波
下面是仿真结果
分析过程和一阶相似,第二阶输出电容两边都有电阻对地进行充放电,第一阶输出电容只有一个电
阻进行充放电。
可以这么说,高通滤波,就是利用了两点
1、电容两端压降无法突变,但是电势是可以突变;
2、利用电容来不及充放电,让电压波形无损耗或者极小损耗通过电容。