RC消除噪聲電路研究

1、rc消除噪聲電路研究題目的簡要描述：電子線路中除目的信號以外所有信號統(tǒng)稱為噪聲，在 數(shù)字電路中往往可以用示波器觀察到在正常的脈沖信 號上混有一些小的尖峰脈沖，這就是噪聲。數(shù)字信號 通信是脈沖波形，它有兩種邏輯電平，實際脈沖波形 并不是理想矩形波，有上升、下降沿，高低電壓也允 許在一定范圍內(nèi)波動。在信號傳輸過程中，小的失真、 干擾不影響信號含義，但當(dāng)尖峰電壓影響信號含義， 就需要抑制或消除。利用rc電路慣性可以消除尖峰干 擾。卩0噪聲消除原理：如圖所示，用示波器可顯示rc實驗電路輸入與輸出信 號波形。若輸入波形為方波，根據(jù)電容的延遲性，得 出輸出波形。原理理論分析：可以看出，在方波變化的時刻，輸

2、出電壓呈弧形緩慢 上升或下降，此時電容使突變的電壓趨于平緩，根據(jù) 這一原理，我們可以利用此性質(zhì)來消除毛刺形的噪聲 信號。具休來說，脈沖寬度與rc時間常數(shù)t比較，當(dāng) 脈沖寬度遠(yuǎn)大于時間常數(shù)t,脈沖通過不受影響，當(dāng) 脈沖寬度遠(yuǎn)小于時間常數(shù)t，脈沖被消除。脈沖的通 過和被消除用一定的準(zhǔn)則來衡量，對于給定的有用脈 沖信號和噪聲，適當(dāng)選擇t，使得信號通過，尖峰被 消除。ioon ii-105-5105濾波電容的計算: 為了保證后續(xù)電路正常識別信號電壓，要求當(dāng)正常信 號從ov上升到5v后，輸出電壓必須在50ns內(nèi)上升 到5*90%二4.5v；而當(dāng)正常信號從5v下降到0v后，輸 出電壓必須在50ns內(nèi)下降到

3、5*10%二0.5v，若選用電 阻為100 q,根據(jù)公式：vo(0 = v0(0+)-v0(oc)e rc + v0 (oo)insfvin/v求 cmax 時：vo (0+) =0, vo (00 ) =5v,代入公式得: vo (t) =-5eat / looc+5,所以當(dāng) t=50ns 時，vo (t) =4.5v,求得 c=0.22nf.同理求得cmin=0.16nf.所以電容的取值范圍是0.16nfc0.22nf.電路仿真： oscilloscope仿真：分段線性電壓源b signalsource -記事本 匸叵1區(qū)1文件的編輯) 幫助格式©查看)00a0.oooo1e-9

4、5180e-951oo.oo0o1e-90200e-90200.08001e-95380e-95430o.o0oo1e-90400e-904oo.ooo01e-95500e-95500.oooo1e-90600e-906oo.0o001e-95780e-95v 編輯時間-電壓對數(shù)據(jù)文件 結(jié)論：由上分析可知，不管是原始波形還是噪聲波形，經(jīng)過 電容后，電壓突變的地方都會變得平緩，而噪聲信號 主要是短時間的突變波形，由干擾信號波形圖可看出,rc電路對于極短時間內(nèi)突變的毛刺有很好的消除作用。擴(kuò)展與發(fā)揮：當(dāng)電容取值范圍為0.16nvcw0.22nf時，分別取電容為 o.olnf, 0.16nf, 0.19nf, 0.22nf, 0.50nf,觀察其電路輸出，分析可知，當(dāng)c很小時，輸出波形很接近于 原始波形，除噪效果甚微；當(dāng)c較大時，消噪效果很