电容器传导信号的特性
发布时间:2011/9/28 9:39:42 访问次数:1448
电容器可储电,而它更多的是用来传导信号。所谓信号,一般是弱电流、小电压的交流电。交流电就是指大小和方向随时间作周期性变化的电流(或电压)。下面分几点来讲述电容器传导信号的原理。
1.传导正半波信号原理 A27020L-70
图2-24 (a)所示是用示波器观察交流信号的一个周期波形,一部分在横轴上方对应纵轴正值,为信号正半波,萁电压称为正半周电压。也有一部分波形在横轴下方对应纵轴负值,为信号负半波,称为负半周电压。下面结合图2-24 (b)所示讨论电容器传导正半波信号的原理。
当信号由a点向b点变化时,电压逐渐升高,等于将图2-24 (b)中信号电源正极加到电容器A极板,而电源负极通过电阻器R加到B极板。于是使A极板上正电荷逐渐增多,B极板上负电荷增多,这就是信号电压对电容器充电。极板上的电荷情况如图2-24 (b)所示。充电过程中,电荷移动就形成了充电电流,电流方向如图中灰色实线箭头所示。
正半波充电电流流过电阻器便产生电压,称为正半波电压。充电电压由a点向b点增大时,充电电流也越来越大,电阻R上产生的电压也随着增大。
当信号电压增大到b点时,充电电压达到最大值,两极板聚集的电荷最多,产生的电场最强,电压最大。这时形成的充电电流最大,电阻R上产生的电压也达到最大。
信号电压从b点向c点变化时,正电压降低,当低于两极板间电压时,不再向电容器充电。相反,随着信号电压降低,使两极板上已“充入”的电荷“退出”,形成电容器放电,并在电路中产生放电的反方向电流,如图2-24 (b)中灰色虚线箭头所示。反向电流流过电阻R时,就在电阻上产生逐渐减小的电压。
由上面讨论可知,信号电压正半周是由升高和降低两部分组成,当加到电容器上时,就相应产生充电和放电,形成正向增大电流和反向减小电流,在电阻器上产生上升和下降的电压,于是在电阻上取得的正半波电压与信号正半波电压完全相同(忽略电容器的损耗)。可见,信号电压就通过电容器传到电阻上,表明电容器有传导信号的特性。
电容器传导信号时,A极板电荷并没有跑到B极板上,B极板的电荷也没有跑到A极板上,这一过程是通过充、放电实现的。这是以一种特殊方式传导信号,常称为耦合信号,耦合信号的电容器就叫耦合电容器。
图2-24 (a)中信号波形变化到c点时,写横轴相交,对应纵轴O值,表明此刻信号电压为OV。这等于图2-24 (b)所示电路中没有信号电压,既不对电容器充电,也不产生电流,电阻器上不形成电压,相应为0。
2.传导负半波信号原理
电容器传导负半波信号的原理,结合图2-24 (c)所示来讨论。
当信号电压由c点向d点变化时,电压负极加到电容器A极板,电压正极通过电阻器加到B极板。随着电压朝负向由小增大,使B极板上正电荷增多,同时使A极板上负电荷增多,并对电容器充电,充电电流的方向如图2-24 (c)中灰色实线箭头所示。此时极板上
的电荷情况如图中所示。负半波充电电流流过电阻器R产生的电压称为负半波电压。随着充电电压由c点向d点朝负向增大,电阻R上产生的电压也朝负向增大。
当信号电压增大到d点时,负向充电电压最大,两极板上聚集的电荷最多,极板间电压最大,B极板电位高于A极板电位。这时形成的负半周充电电流最大,电阻器上产生的负半波电压也最大,如图2-24 (c)所示。
在信号波形从d点向e点变化时,信号电压低于两极板间电压,不再向电容器充电。相反,随着负半周信号电压降低,电容器开始放电,在电路中形成反方向电流,如图2-24(c)中灰色虚线箭头所示。当反向屯流流过电阻R时,就产生逐渐减小的负半波电压。信号负半周电压便通过电容器传到电阻R上。
需要指出,电容器在传导信号中,都会产生一定损耗,使电阻器上信号电压变小。
图2-24中,信号电压是加到电容器上,称为输入电压或输入信号。在经电容器传送到电阻上后,就称为输出电压或输出信号。
电容器可储电,而它更多的是用来传导信号。所谓信号,一般是弱电流、小电压的交流电。交流电就是指大小和方向随时间作周期性变化的电流(或电压)。下面分几点来讲述电容器传导信号的原理。
1.传导正半波信号原理 A27020L-70
图2-24 (a)所示是用示波器观察交流信号的一个周期波形,一部分在横轴上方对应纵轴正值,为信号正半波,萁电压称为正半周电压。也有一部分波形在横轴下方对应纵轴负值,为信号负半波,称为负半周电压。下面结合图2-24 (b)所示讨论电容器传导正半波信号的原理。
当信号由a点向b点变化时,电压逐渐升高,等于将图2-24 (b)中信号电源正极加到电容器A极板,而电源负极通过电阻器R加到B极板。于是使A极板上正电荷逐渐增多,B极板上负电荷增多,这就是信号电压对电容器充电。极板上的电荷情况如图2-24 (b)所示。充电过程中,电荷移动就形成了充电电流,电流方向如图中灰色实线箭头所示。
正半波充电电流流过电阻器便产生电压,称为正半波电压。充电电压由a点向b点增大时,充电电流也越来越大,电阻R上产生的电压也随着增大。
当信号电压增大到b点时,充电电压达到最大值,两极板聚集的电荷最多,产生的电场最强,电压最大。这时形成的充电电流最大,电阻R上产生的电压也达到最大。
信号电压从b点向c点变化时,正电压降低,当低于两极板间电压时,不再向电容器充电。相反,随着信号电压降低,使两极板上已“充入”的电荷“退出”,形成电容器放电,并在电路中产生放电的反方向电流,如图2-24 (b)中灰色虚线箭头所示。反向电流流过电阻R时,就在电阻上产生逐渐减小的电压。
由上面讨论可知,信号电压正半周是由升高和降低两部分组成,当加到电容器上时,就相应产生充电和放电,形成正向增大电流和反向减小电流,在电阻器上产生上升和下降的电压,于是在电阻上取得的正半波电压与信号正半波电压完全相同(忽略电容器的损耗)。可见,信号电压就通过电容器传到电阻上,表明电容器有传导信号的特性。
电容器传导信号时,A极板电荷并没有跑到B极板上,B极板的电荷也没有跑到A极板上,这一过程是通过充、放电实现的。这是以一种特殊方式传导信号,常称为耦合信号,耦合信号的电容器就叫耦合电容器。
图2-24 (a)中信号波形变化到c点时,写横轴相交,对应纵轴O值,表明此刻信号电压为OV。这等于图2-24 (b)所示电路中没有信号电压,既不对电容器充电,也不产生电流,电阻器上不形成电压,相应为0。
2.传导负半波信号原理
电容器传导负半波信号的原理,结合图2-24 (c)所示来讨论。
当信号电压由c点向d点变化时,电压负极加到电容器A极板,电压正极通过电阻器加到B极板。随着电压朝负向由小增大,使B极板上正电荷增多,同时使A极板上负电荷增多,并对电容器充电,充电电流的方向如图2-24 (c)中灰色实线箭头所示。此时极板上
的电荷情况如图中所示。负半波充电电流流过电阻器R产生的电压称为负半波电压。随着充电电压由c点向d点朝负向增大,电阻R上产生的电压也朝负向增大。
当信号电压增大到d点时,负向充电电压最大,两极板上聚集的电荷最多,极板间电压最大,B极板电位高于A极板电位。这时形成的负半周充电电流最大,电阻器上产生的负半波电压也最大,如图2-24 (c)所示。
在信号波形从d点向e点变化时,信号电压低于两极板间电压,不再向电容器充电。相反,随着负半周信号电压降低,电容器开始放电,在电路中形成反方向电流,如图2-24(c)中灰色虚线箭头所示。当反向屯流流过电阻R时,就产生逐渐减小的负半波电压。信号负半周电压便通过电容器传到电阻R上。
需要指出,电容器在传导信号中,都会产生一定损耗,使电阻器上信号电压变小。
图2-24中,信号电压是加到电容器上,称为输入电压或输入信号。在经电容器传送到电阻上后,就称为输出电压或输出信号。
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