RC消除噪声电路研究

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1、RC消除噪声电路研究题目的简要描述：电子线路中除目的信号以外所有信号统称为噪声，在数字电路中往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲，这就是噪声。数字信号通信是脉冲波形，它有两种逻辑电平，实际脉冲波形并不是理想矩形波，有上升、下降沿，高低电压也允许在一定范围内波动。在信号传输过程中，小的失真、干扰不影响信号含义，但当尖峰电压影响信号含义，就需要抑制或消除。利用RC电路惯性可以消除尖峰干扰。卩0噪声消除原理：如图所示，用示波器可显示RC实验电路输入与输出信号波形。若输入波形为方波，根据电容的延迟性，得出

2、输出波形。原理理论分析：可以看出，在方波变化的时刻，输出电压呈弧形缓慢上升或下降，此时电容使突变的电压趋于平缓，根据这一原理，我们可以利用此性质来消除毛刺形的噪声信号。具休来说，脉冲宽度与RC时间常数T比较，当脉冲宽度远大于时间常数T,脉冲通过不受影响，当脉冲宽度远小于时间常数T，脉冲被消除。脉冲的通过和被消除用一定的准则来衡量，对于给定的有用脉冲信号和噪声，适当选择T，使得信号通过，尖峰被消除。ioon■I—I-105--5105滤波电容的计算:为了保证后续电路正常识别信号电压，要求当正常信号从OV上升到5V后，输出电

3、压必须在50ns内上升到5*90%二4.5V；而当正常信号从5V下降到0V后，输出电压必须在50ns内下降到5*10%二0.5V，若选用电阻为100Q,根据公式：Vo(0=[v0(0+)-v0(oc)]eRC+v0(oo)Insfvin/V求Cmax时：Vo(0+)=0,Vo(00)=5V,代入公式得:Vo(t)=-5eAt/lOOc+5,所以当t=50ns时，Vo(t)=4.5V,求得C=0.22nf.同理求得Cmin=0.16nf.所以电容的取值范围是0.16nf^C^0.22nf.电路仿真：■Oscilloscop

4、e仿真：分段线性电压源Bsignalsource-记事本匸］叵1区1文件的編辑@)帮助⑪格式©查看@)00A0.OOOO1e-95180e-951OO.OO0O1e-90200e-90200.08001e-95380e-95430O.O0OO1e-90400e-904OO.OOO01e-95500e-95500.OOOO1e-90600e-90—6OO.0O001e-95780e-95V■■■■■■编辑时间-电压对数据文件结论：由上分析可知，不管是原始波形还是噪声波形，经过电容后，电压突变的地方都会变得平缓，而噪声信号主

5、要是短时间的突变波形，由干扰信号波形图可看出,RC电路对于极短时间内突变的毛刺有很好的消除作用。扩展与发挥：当电容取值范围为0.16nVCW0.22nf时，分别取电容为O.Olnf,0.16nf,0.19nf,0.22nf,0.50nf,观察其电路输出，分析可知，当C很小时，输出波形很接近于原始波形，除噪效果甚微；当C较大时，消噪效果很围内时，既能有效除噪，又能尽量保持波形不变，因此在除噪过程中，必须选择合适的电容。明显，但是输岀波形严重变形;当C在理论计算的范