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  • 1 # 使用者2515580212860

    這個問題很有意思!

    我們看圖1:

    我們知道流過電容的電流表達式為: ,於是電阻上的電壓為: 。

    也就是說,流過電容的電流,只與電壓對時間的導數有關。

    對於脈動直流來說,既有交流成份,也有直流分量。這裡的直流分量可以理解為直流臺階電壓。

    設交流電壓為 ,如果沒有直流分量,則有:

    我們設直流分量為 ,於是電壓變為: 。

    我們再次求導:

    我們發現,結果和之前是一樣的。原因在於直流電壓對時間的導數為零。

    結論,儘管脈衝直流中有交流分量和直流分量,但計算結果與沒有直流分量時是完全一致的,只有交流分量可以透過電容。

    我們還可以用容抗來分析。電容的容抗表示式為: ,由圖1,當它和電阻串聯後,電阻上的電壓為:

    注意到當頻率f=0時,也即為直流訊號時,電阻R上的電壓 ;

    當頻率f大於零並趨於無窮大時,電阻R上的電壓

    其實這就是典型的高通濾波器:電容為交流訊號提供了通路。

    再看圖2的波形圖分析:

    我們看到,不管是有沒有直流分量,輸出電壓的波形只有交流部分,沒有直流部分。

    電路只能讓交流透過,且頻率越高,輸出電壓的幅值與輸入電壓的幅值就越接近。如果是直流,則不可能透過電容。

    我們看圖3:

    圖3就是典型運用。

    圖3中的前級電晶體集電極透過電容C與後級電晶體T2的基極連線。由於電源的內阻極小,因此電源對於交流訊號來說是短路的,由此繪製出圖3下圖中的等效電路圖。

    我們簡單地看看T2管的輸入電阻由哪些部分構成:其一是兩隻基極偏置電阻 的並聯電阻,其二是T2管的基極輸入電阻,其三是 ,三者串聯後構成了輸入級電阻。於是此等效電路就與圖1完全一致了。

    我們由此可以看出,電容C的用於傳遞交流電流訊號並同時隔離直流電流的意義:

    1)對於直流電流來說,電容C是不存在的,前後級之間沒有關係;

    2)對於交流訊號來說,兩者有前後級的聯絡,電容起到耦合的作用。

    這就是耦合電容的用途。

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