微分器

微分器

微分器,是指執行微分運算的設備。通常是指運算電路中的微分運算電路。

基本介紹

  • 中文名:微分器
  • 外文名:Differentiator
  • 基本概念:執行微分運算的設備/電路
  • 相關領域:模擬電路、電路電子、自動化
  • 相關概念:運算電路
  • 功能描述:輸入量與輸出量變化率成比例
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基本概念

微分器,廣義上指一切能進行微分運算的設備,實際上一般指基本運算電路中的微分運算電路,屬於模擬電路領域的內容。

積體電路

積體電路是把電晶體、必要的元件以及相互之間的連線同時製造在一個半導體晶片上(如矽片),形成具有一定電路功能的器件。

集成運放

集成運放,即集成運算放大電路,是一種用於模擬信號的產生、運算和處理的積體電路。

基本運算電路

基本運算電路,是指對輸入信號進行一定的基礎運算,包括比例、加減、積分、微分、對數、指數等,輸出信號將反應輸入信號的運算結果的電路。

微分器

微分器,在模擬電路中指微分運算電路,也就是對輸入信號進行微分運算並輸出運算結果的電路。
微分器也可以指軟體編程中用來進行微分運算的模組。

基本運算電路

電路組成

為了實現運算關係,運算電路中的集成運放應工作線上性區,因而電路中必須引入負反饋,且為了穩定輸出電壓,均引入電壓負反饋

虛短和虛斷

“虛短”和“虛斷”是分析運算電路的基本出發點,在分析運算電路時均設集成運放為理想運放,因而其兩個輸入端的淨輸入電壓和淨輸入電流均為0,稱其具有“虛短路”和“虛斷路”兩個特點。

微分運算電路

電路組成

微分運算電路通常由集成運放、電阻、電容組成,有的也包括二極體等。

電路結構

下圖是基本微分運算電路,
微分器
由圖可知,正反相電壓為0,電容兩端電壓等於輸入電壓。因此流過電阻R的電流和流過電容C的電流相等並等於C倍的輸入電壓變化量,公式表示為:
而輸出電壓為:
可見輸出電壓和輸入電壓的變化率成比例。

程式微分模組

在軟體編程中,由於計算機獲取的數據或信號是離散的數位訊號,所以微分操作實際是由差分代替的,也就是函式值的差與自變數的差之比為微分值。另外,在MATLAB中有專門的微分模組用以處理微分運算。

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