差分电路(差分电路图识别方法)

微分电路在电路形式上类似于积分电路，微分电路的输出电压取自电阻，RC时间常数与积分电路不同。在差分电路中，要求RC时间常数远小于脉冲宽度Tx。

图3-12显示了差分电路及其输入信号波形。

图3-12差分电路及其输入信号波形

1.输入脉冲前沿的电路模式识别方法

当输入脉冲出现时，输入信号突然从0跳到高电平。由于电容C1的两个端的电压不能突然变化，C1相当于短路，即输入脉冲Ui直接加在R1上，输出信号电压等于输入脉冲电压，如图3-13所示，这是图中t0时刻的波形。

图3-13示意图

2.输入脉冲平顶时的电路模式识别方法

输入脉冲跳变后，输入脉冲继续加到C1和R1，充电电流回路仍然通过C1和R1接地，左正的电压在C1为负，流过R1的电流自上而下，因此输出信号电压为正。

重要提示

因为RC时间常数很小，远小于脉冲宽度，充电很快就会结束。充电过程中，充电电流从最大值变为0 A，流过R1的电流就是充电电流，所以R1上的输出信号电压也从最大值变为0 V

充电后，输入脉冲仍处于高电平。由于C1上充有与输入脉冲峰值相等的电压，电路中的电流减小到0 A，R1上的电压下降到0 V，所以此时输出信号电压为0 V，如图3-14所示。

图3-14示意图

3.输入脉冲下降沿的电路模式识别方法

当输入脉冲从高电平跳变到低电平时，输入端的电压跳变到0 V，此时差分电路相当于输入端对地短路。此时C1两端的电压不可能突然变化，因为C1左端相当于地，所以C1右端的负电压就是输出信号电压，输出电压为负且最大，其值等于C1上已经充电的电压值(输入脉冲的峰值)。

输入脉冲从高电平跳到低电平后，电路开始放电。因为放电电路的时间常数很小，放电很快结束。放电电流自下而上流经R1，输出信号电压为负。放电C1上的电压降低，放电电流降低到0 A，使输出信号电压从负最大值降低到0 V，如图3-15所示。

图3-15示意图

重要提示

当第二个输入脉冲到来时，电路开始第二个周期。电路图识别只需要分析第一个循环过程，后面的循环不需要分析，但是要明白电路的运行过程是从第二个循环开始重复的。

输入的矩形脉冲信号通过微分电路变成尖脉冲。微分电路可以取出输入信号中的突变成分，即取出输入信号中的高频成分，去掉低频成分，这与积分电路相反。

4.去加重电路模式识别方法

图3-16(a)显示了单声道调频收音机电路中的去加重电路，它实际上是一个积分电路。在电路中，R1和C1构成去加重电路。对于单声道调频收音机电路，去加重电路位于鉴频器电路之后，即鉴频器输出的音频信号直接进入去加重电路。从电路中可以看出，R1和C1构成了鉴频器输出信号的分压电路。

(1)准备知识的重要性。分析去加重电路时，没有相关知识很难理解电路的工作原理。分析去加重电路的关键是理解调频噪声的特性和预加重的概念。

图3-16单声道调频收音机电路中的去加重电路和噪声特性曲线

去加重电路出现在调频广播电路和电视的音频通道电路中。在分析去加重电路的工作原理之前，先说明一下调频噪声的特点。

图3-16(b)显示了调幅(AM收音机)和调频(FM收音机)的噪声特性曲线。从图3-16(b)可以看出，这两条曲线是不同的。调幅噪声在不同频率下噪声相同，调频噪声随着频率的增加而增加，说明调频高频噪声比低频和中频噪声更严重。

重要提示

为了提高高频段的信噪比比(信号大小与噪声大小之比)，调频发射机在发射调频信号之前，对音频信号中的高频信号进行预加重，即先对高频段的音频信号进行升级，需要在调频广播电路中设置去加重电路，以恢复音频信号的原始特性。在去加重过程中，高频噪声也被去除。图3-17是具体噪声处理过程的示意图。这就是为什么去加重电路应该设置在调频收音机电路中。

图3-17具体噪声处理流程示意图

鉴频器的输出是在高频带中被加重的音频信号，并且在通过去加重电路之前，可以恢复音频信号的原始频率特性。

(2)电路图识别方法。适当选择去加重电容C1的容量，使C1对低频和中频信号的容抗较大，C1对高频信号的容抗较小，使C1对低频和中频信号无信息源网络衰减或对高频信号衰减很小，达到衰减高频信号的目的。衰减高频带信号，消除高频带噪声是去加重电路的工作原理。

重要提示

去加重电路的工作原理也可以从R1和C1组成分压电路的角度来理解:对鉴频器输出的各个频段的音频信号进行分割衰减。由于电阻R1对于不同频率的音频信号具有相同的电阻值，电容C1随着频率的增加而减小，使得这种阻容分压电路对频率较高的音频信号的分压衰减较大，可以达到去加重的目的。

去加重后的音频信号被添加到音频功率放大器电路。