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耦合、直流耦合、交流耦合及其在示波器中的体现
发布:西安安泰测试设备有限公司浏览次数:273问题:在使用Multisim软件中的双示踪(双通道)示波器检测交流信号时,选择DC耦合输入和AC耦合输入,得到的交流信号波形图会不同,这个不同具体表现为波形在纵坐标上下移动了一定位置。
比如下面的全波整流电路,其中变压器变压比10:1(输出电压输比输入电压小10倍),通道A检测的是整流前的交流电压信号(图中为了与其他电线区分,改为黄色),通道B检测整流后的电压信号。两个二极管型号是1N4148,负载电阻为40欧姆。
为了方便观察,将A通道信号波形图往下移动1.4格。
上图A,B通道信号耦合输入方式都选择DC耦合时,得到B通道的波形符合理论上全波整流后的单向脉冲性特点,且频率为整流前信号频率的2倍。
当把B通道信号耦合输入方式改为AC耦合时,B通道的波形往下移动了一个距离,看下图:
为什么会出现这种情况?AC耦合输入让输入信号发生了什么变化。DC耦合、AC耦合又是什么?还有中间的0耦合方式又是什么?
在信号处理领域,这是个值得商榷的话题。AC耦合、DC耦合究竟是什么?让我们先从耦合是什么开始回答。何为耦合?
能量从一种媒介到另一种媒介,当中的传输过程(或者称为传输方式)就叫耦合。例如电能从金属电线到光缆的传输过程是一种耦合,马达的动能变为液压泵的压力能,中间的传输过程亦是一种耦合。可以理解耦合是一种传输工具,或转变方式。
上述电路中示波器将通道输入端的电信号通过AC耦合或DC耦合转为屏幕上显示的电信号。AC、DC耦合是怎样一种转变方式?
先说DC耦合,DC耦合能够同时允许电路中交流、直流信号同时通过,或者理解为它对信号不起拦截作用,允许所有类型的信号通过。因此DC耦合能够展现一个信号原始模样,但电路分析中,往往需要的是一个信号源中有用的信号,比如一个信号
这个信号源就含有一个交流信号
和一个直流信号5伏特。像这种信号源一般称为带有5伏特直流偏置的交流信号。
如果我们只需要其中的对电路分析有用的信号,比如当中的交流信号,那么将该信号源通过AC耦合即可。
AC耦合只允许交流信号通过。当示波器选择AC耦合输入方式,其实是在输入电路中加入一个电容,从而起到隔离直流信号的目的,让示波器屏幕只显示信号源中的交流成分,方便工程师检测电路。
说白了,DC耦合就是对输入信号不做任何处理,对输入信号不产生任何影响。
下面是一个带有200伏特直流偏置的交流信号源,同时用A、B通道对该电流源进行信号检测,其中A通道设置为DC耦合输入方式,B通道设置为AC耦合输入方式,结果如下:
A通道检测的信号波形复原了电流源原始信号,而B通道则过滤掉直流信号,剩下交流信号。以上可以用简单的数学公式表示,过滤掉直流信号这个过程是不是有点像数学中三角函数求导,把常量部分抹去了,这只是目前自己的猜测。
而Multisim中耦合方式还有一个是0,这个就相当于断路了,没信号输入。
DC耦合允许任何类型信号通过;
AC耦合只允许交流信号通过。
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2022-09-01相关仪器 -
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