1.電路的零狀態響應和零輸入響應
含有動態元件 (或
)的電路稱為動態電路,當動態電路從一種穩定狀態轉換到另一種穩定狀態時,電路儲存的能量會發生變化,若電路沒有沖激電流(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間或過渡過程來進行,這個過渡過程也稱暫態過程,簡稱暫態。
電路如圖3-1(a) 所示。設電容初始電壓為零(即零狀態的電路),當
時,開關S合到1處,電源
開始對電容
充電,電容電壓
沿指數規律上升,且
,波形見圖3-1(b) 所示的曲線1。此
響應也稱為零狀態響應。
若上述電路已經進入穩態,,設在
時,將開關S合向2處,此時,
電路脫離電源
(即電路的輸入為零),因此,電容
會通過電阻
放電,電容電壓
沿指數規律下降,且
,波形見圖3-1(b) 所示的曲線2。此
響應也稱為零輸入響應。電容充、放電的快慢均由電路的時間常數
決定。
電路根據對電路參數和輸出信號的選取不同,可實現對輸入信號的簡單微分或者積分,實現將輸入的方波變換成正負尖頂脈沖或三角波。
2.微分電路
電路如圖3-2(a) 所示。輸入信號為正負方波,輸出信號取自電阻
的兩端,即
,如果電路的參數滿足:電路的時間常數
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,可以推得輸出信號
即輸出電壓近似與對輸入電壓
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換成了正負尖頂脈沖,此尖頂脈沖波形常作為觸發信號使用。
3.積分電路
電路如圖3-3(a) 所示。輸入信號為正負方波,輸出信號取自電容
的兩端,即
,如果電路的參數滿足:電路的時間常數
,其中
為方波的周期,則此電路中
,
,此時,電路的電流
,可以推得輸出信號
即輸出電壓近似與對輸入電壓
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換成了三角波。