Re: [課業] 箝位電路

[unwillingto (iii)]

※ 引述《asxu31 (xu3)》之銘言：
: 想請問一下，目前知道二極體不會通，但為什麼輸出是-2.5～2.5？
: 就算二極體沒導通，在正半週的時間裡，電容也不會充電嗎？
: 謝謝
: https://i.imgur.com/LafNIlo.jpg

這題在考電容特性，電容跨壓不會"瞬間"改變。
但是電容的兩端各自的"電位"是會瞬間改變的


這題的Vo在穩態時都為0V(無論Vi=0或2.5V)，
電容在穩態時的跨壓為2.5V(Vi=2.5V)或0V(Vi=0V)
所以在Vi瞬間改變時，Vo會有+-2.5V的彈跳。



若更仔細把式子列出來，如下

把時間分為三個階段來分析

(i) 0~0.5T  Vi此時為0V, 假設Vc(0-)=0V
(ii)0.5T~T   Vi此時為2.5V
(iii)T~1.5T Vi此時為0V


(i)
Vi=0V, Vo=0V,
穩態時Vc(0.5T-)=0V


(ii)
Vi(0.5T+)=2.5V,
因為Vc(0.5T-)=Vc(0.5T+)=0V
Vo(0.5T+)=Vi(0.5T+)-Vc(0.5T+)=2.5V-0V=2.5V  (Vo最高點)
當穩態時，電容開路，路徑上沒有電流，Vo(T-)=0V
Vc(T-)=Vi(T-)-Vo(T-)=2.5V-0V=2.5V


(iii)
Vi(T+)=0V,
因為Vc(T-)=Vc(T+)=2.5V
Vo(T+)=Vi(T+)-Vc(T+)=0V-2.5V=-2.5V (Vo最低點)
當穩態時，電容開路，Vo(1.5T-)=0V
Vc(1.5T-)=Vi(1.5T-)-Vo(T-)=0V-0V=0V




但其實這題出題有瑕疵，
方波頻率1kHz,周期1ms,電容充放電時間為周期一半只有0.5ms
R=10kohm, C=10uF, time constant = RC = 100ms

也就是說一半的周期0.5ms根本不足夠讓電容充電到穩態
(充放電時間至少也要3個time constant)

以至於方波瞬間轉變電壓的時候(0->2.5V或2.5V->0V)
電容前一個狀態的電壓也不會達到2.5V或0V，
進而導致Vo也不會有peak電壓達到+-2.5V(peak彈跳之值會小2.5V)

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※ 編輯: unwillingto (61.219.64.97), 08/01/2018 16:32:50
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※ 編輯: unwillingto (61.219.64.97), 08/01/2018 19:18:28
推 byron0955: 箝位電路的本意不是平移而不改變波形嗎？
→ byron0955: 似乎是沒有考量到二極體跟偏壓的影響？
→ unwillingto: 這題的二極體 任何狀況下都不會導通
推 byron0955: 那這題豈不是排骨酥湯不加排骨 沒想太多的全都上當 幸
→ byron0955: 好國營不考這種題目..
→ unwillingto: 沒有鉗位的問題