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如何计算或者分析一下电路的输出电压

如图,Vref是一个脉冲电压,设其高电平大小为Vref,低电平大小为0,该脉冲电压占空比为D求Vx

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lymex
LV.5
2
2014-05-18 19:12

初步看Vx=D*Vref

与R和C无关

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马雄超
LV.4
3
2014-05-18 20:34
@lymex
初步看Vx=D*Vref与R和C无关
直观感觉确实很像那样,可是找不依据或者推导过程总感觉不爽。还有假如Vref的低电平不是零而是1v,又该怎么分析,实际上低电平来的就是1.8v左右并不是零
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lymex
LV.5
4
2014-05-18 21:02
@马雄超
直观感觉确实很像那样,可是找不依据或者推导过程总感觉不爽。还有假如Vref的低电平不是零而是1v,又该怎么分析,实际上低电平来的就是1.8v左右并不是零
假设低电平是VL不是0,那Vx = (1-D)*VL + D*Vref
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马雄超
LV.4
5
2014-05-18 21:48
@lymex
假设低电平是VL不是0,那Vx=(1-D)*VL+D*Vref

如果在高电平时电阻流过的电荷量等于在低电平时电阻流过的电荷量,我可以得到((Vref-Vx)/R)*Ton=

((Vx-VL)/R)*Toff,然后就可以推导出你给的结论了,只是我不知道那个前提是否严谨

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2014-05-19 00:39
@马雄超
如果在高电平时电阻流过的电荷量等于在低电平时电阻流过的电荷量,我可以得到((Vref-Vx)/R)*Ton=((Vx-VL)/R)*Toff,然后就可以推导出你给的结论了,只是我不知道那个前提是否严谨

输入信号是周期性信号,用傅里叶分解,第一项就是平均值,后面几项为高频分量。

R为常量,把C写成容抗的形式,把分解后的高频分量通过阻容分压累加后,就是纹波电压。

如果输入信号的频率远大于RC的转折频率,那么,通过RC滤波后,在C上得到的就是输入信号的平均值,附加一些微小的纹波电压。

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马雄超
LV.4
7
2014-05-19 10:43
@legendacer
输入信号是周期性信号,用傅里叶分解,第一项就是平均值,后面几项为高频分量。R为常量,把C写成容抗的形式,把分解后的高频分量通过阻容分压累加后,就是纹波电压。如果输入信号的频率远大于RC的转折频率,那么,通过RC滤波后,在C上得到的就是输入信号的平均值,附加一些微小的纹波电压。
谢谢指导,这正是我想要的,我再验算一下。
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马雄超
LV.4
8
2014-05-19 11:29
@legendacer
输入信号是周期性信号,用傅里叶分解,第一项就是平均值,后面几项为高频分量。R为常量,把C写成容抗的形式,把分解后的高频分量通过阻容分压累加后,就是纹波电压。如果输入信号的频率远大于RC的转折频率,那么,通过RC滤波后,在C上得到的就是输入信号的平均值,附加一些微小的纹波电压。
可是数学我就计算到这一步就算不下去了,还请高人继续指点

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lymex
LV.5
9
2014-05-19 13:30
@马雄超
如果在高电平时电阻流过的电荷量等于在低电平时电阻流过的电荷量,我可以得到((Vref-Vx)/R)*Ton=((Vx-VL)/R)*Toff,然后就可以推导出你给的结论了,只是我不知道那个前提是否严谨

我那个公式是近似的,你这个公式也是近似的,原因是充、放电电流不恒定。

我已经推导出来结果,一页纸计算出电容的两个转折电压,另一页纸得到平均电压。简单说,与开关周期比,RC时间常数很大或很小时我那个公式就都比较正确,但恰恰在中间附近有问题,不过我没有简化,不知道影响有多大,反正公式里包含RC。

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马雄超
LV.4
10
2014-05-19 15:29
@lymex
我那个公式是近似的,你这个公式也是近似的,原因是充、放电电流不恒定。我已经推导出来结果,一页纸计算出电容的两个转折电压,另一页纸得到平均电压。简单说,与开关周期比,RC时间常数很大或很小时我那个公式就都比较正确,但恰恰在中间附近有问题,不过我没有简化,不知道影响有多大,反正公式里包含RC。
你是怎么算的,能用手机拍下来,传上来吗?
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lymex
LV.5
11
2014-05-19 18:39
@马雄超
你是怎么算的,能用手机拍下来,传上来吗?

看来直觉是对的,最初的那个公式正确。

继续推导了一下,含有RC的项削去了。

下面两张图次序颠倒了

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legendacer
LV.4
12
2014-05-19 21:21
@马雄超
可是数学我就计算到这一步就算不下去了,还请高人继续指点[图片]

你这里U(t)傅里叶分解后,每一项分别通过RC阻容网络分压计算后,再做累加。

直流分量a0输入时,电容C的容抗为无穷大,分压后,仍为a0;

交流分量计算,以基波分量为例,即取n=1,

这里的RC时间常数为20K*1u=20ms,假设输入频率为1KHZ,那么分压系数为:

1\(1+RCWj),化简后,1\(1+2*3.14*20*1*j),其模(幅值)远小于1,

输入信号的频率越高于1\(2*pi*R*C),分压系数越小,

即,a1*sin(wt)通过RC网络后,在C上的分压为a1*sin(wt)*(1\(1+RCWj)),幅值大幅度衰减,

同理可得b1*cos(wt)分压后,幅值相应衰减。

谐波频次越高,即n值越大时,分压系数越小,衰减越厉害,分压后的得到的幅值越小。

 

将直流分量,基波,及高次谐波分别计算得到的分压值累加后,即得最终的结果:输出为平均值,且在平均值上叠加了相关的高次谐波,表现为纹波,纹波大小由输入信号频率、幅值以及R、C常数决定。

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马雄超
LV.4
13
2014-05-19 21:37
@lymex
看来直觉是对的,最初的那个公式正确。继续推导了一下,含有RC的项削去了。下面两张图次序颠倒了[图片][图片]
谢谢lymex兄。
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redtony
LV.2
14
2014-06-17 20:50
@lymex
看来直觉是对的,最初的那个公式正确。继续推导了一下,含有RC的项削去了。下面两张图次序颠倒了[图片][图片]

数学真利害,我看的都头晕。要恶补功课才能跟上楼上思维。

 

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2014-06-17 21:14
进来学习一下,帮助顶贴
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peng425
LV.5
16
2014-06-17 23:14
@lymex
初步看Vx=D*Vref与R和C无关
测量一下最简单了。
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