微分运算电路（波形转换电路）

模电系列文章目录

《三极管BJT特性》
《绝缘栅极场效应管MOSFET特性》
《三极管基本放大电路静态及动态参数计算》
《三极管三种基本放大电路：共射、共集、共基放大电路》
《集成运放电路组成及其各部分的作用》
《差分放大电路分析与仿真》
《差分放大电路的四种接法》
《电流源电路》
《互补输出电路（推挽电路）与仿真》
《运放保护电路》
《电压跟随器（缓冲器）》
《反相放大器电路和T形网络反相放大电路与仿真》
《同相放大器电路与仿真》
《加减运放电路与仿真》
《差分放大电路与仿真》
《可调高输入电阻的差分放大电路与仿真》
《带偏置的可调高输入电阻的差分放大电路与仿真》
《三级运放仪表放大电路与仿真》
《带偏置的三级运放仪表放大电路与仿真》
《积分器电路（波形转换电路）》
《微分运算电路（波形转换电路）》
《低侧单向电流检测电路》

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一、基本微分器电路

根据虚短虚断，故
$$i_c=i_R=C\frac{d{u}_I}{dt}$$
输出电压
$$u_o=-i_{R}R=-RC\frac{d{u}_I}{dt}$$
输出电压与输入电压的变化率成比例。

二、实用微分器电路

无论是输入电压产生阶跃变化，还是脉冲式大幅值干扰，都会使得集成内部的放大管进入饱和或截止状态，即使信号消失，三极管还是无法脱离原状态回到放大区，出现阻塞现象，电路不能正常工作。同时，由于反馈网络为滞后环节，它与集成运放内部的滞后环节相叠加，易于满足自激振荡的条件，使得电路不稳定。

为了解决上述问题，可在输入端串联一个小阻值的电阻R1，以限制输入电流，也就限制了R中电流；在反馈电阻R上并联稳压二极管，以限制输出电压幅值，保证集成运放中的放大管始终工作在放大区，不至于出现阻塞现象。在R上并联小容量电容C1，起相位补偿作用，提供电路的稳定性。该电路的输出电压与输入电压成微分管理，若输入电压为方波，且RC<<T/2(T为方波的周期)，则输出为尖顶波。

三、微分器仿真

软件：multium 14.0

1、三角波变方波

2、正弦变余弦（移相）

3、方波变脉冲输出

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