当方波通过一阶RC低通滤波器

[Dingding6120c]

一个640KHz，5V TTL，不同占空比10%~50%，通过一阶RC低通滤波器，R=3.3K，C=2.2uf，输出是不同的电平值，应该怎样分析呢？？

[Falcon7x]

f0=2*3.14/(3.3*2.2*0.001)=865Hz,640KHz方波通过，输出基本滤光为零了。

[bsnow]

为什么我算出来是 f0 = 1/(2*3.14*3300*2.2*10e-6) = 21.92Hz 呢？ 输出的结果 应该是接近一个直流。 这个直流的大小与 方波占空比有关 50%的时候是 Vp-p的一半 10%也就是 大概 Vp-p的10%左右。

[Falcon7x]

引用 2 楼 bsnow 的回复:

为什么我算出来是 f0 = 1/(2*3.14*3300*2.2*10e-6) = 21.92Hz 呢？ 输出的结果 应该是接近一个直流。 这个直流的大小与 方波占空比有关 50%的时候是 Vp-p的一半 10%也就是 大概 Vp-p的10%左右。

你f0算对了，结论却错了！ 2.2uF电容的在640KHZ下的阻抗是（1/2*PAI*F*C）113 OHM，串联3.3k电阻，分压大概是113/(3300^2 + 113^2)^0.5 = 0.034*5V=0.17V. 傅里叶变换告诉我们，50%占空比基波幅值最大，其它高频分量更大。所以输出不会超过0.17V太多。

[Dingding6120c]

引用 3 楼 jeremy_jiang 的回复:

[quote=引用 2 楼 bsnow 的回复:]
为什么我算出来是 f0 = 1/(2*3.14*3300*2.2*10e-6) = 21.92Hz 呢？

输出的结果 应该是接近一个直流。 这个直流的大小与 方波占空比有关 50%的时候是 Vp-p的一半 10%也就是 大概 Vp-p的10%左右。

你f0算对了，结论却错了！
2.2uF电容的在640KHZ下的阻抗是（1/2*PAI*F*C）113 OHM，串联3.3k电阻，分压大概是113/(3300^2 + 113^2)^0.5 = 0.034*5V=0.17V. 傅里叶变换告诉我们，50%占空比基波幅值最大，其它高频分量更大。所以输出不会超过0.17V太多。

[/quote]
感谢两位的解释分析！！可是我用matlab的simulink简单仿真了一下，好像是当640KHz占空比在10%左右，5Vp-p时，通过这个滤波器，大概在0.5V左右吧。如下图

脉冲产生器产生5V，640KHz，10%占空比的方波，一阶RC滤波器的传递函数为1/（src+1）=137.74/(S+137.74),示波器显示输出为0.5V左右啊。
其实电路就是下面的图

1 2是两个占空比为320KHz方波信号，分别是输入信号和锁相环产生的信号，经过异或门。由于锁相精度的显示，输出就是占空比很小的640KHz的窄方波，通过低通滤波器后，将640KHz，不同占空比的信号变成一个直流电压，经过高速电压比较器LM319进行比较，参考电压应该是9.1*5/(22+9.1)=1.46V,低于参考电压输出低电平，高于参考电压输出高电平，其实就是一个锁相判断。
滤波器不是应该跟频率有很大的关系，那在相同频率，不同占空比时输出究竟应该如何计算呢？

[Falcon7x]

你的电路相当的不可靠，信号频率离低通滤波器截止频率太远，你不可能得到精确的输出，正确的做法应该是用带使能端的计数器，通过计数多少进行反馈。

[Dingding6120c]

引用 5 楼 jeremy_jiang 的回复:

你的电路相当的不可靠，信号频率离低通滤波器截止频率太远，你不可能得到精确的输出，正确的做法应该是用带使能端的计数器，通过计数多少进行反馈。

谢谢你的回帖，学习了很多。 1.想请问，我用matlab进行传递函数仿真的结果是否正确呢，哪您的推导呢？这个低通滤波器实际上是不是就是电源电路常用的电容滤波啊，就是640KHz的方步对电容进行充电放电，占空比不同，电容最后积累的电量不同。 2.这个电路就是粗略的计算两个信号的相位差，只要相位差达到一定的门限条件，就认为锁相达到了。您说的是要用高速始终采集高电平的时间，来计算相差的具体值吧。

[jiangbai333]

引用 5 楼 jeremy_jiang 的回复:

你的电路相当的不可靠，信号频率离低通滤波器截止频率太远，你不可能得到精确的输出，正确的做法应该是用带使能端的计数器，通过计数多少进行反馈。

与实际结果相差甚远，别老把理论挂在嘴上，理论是很不靠普的！

[Falcon7x]

谢谢你的回帖，学习了很多。 1.想请问，我用matlab进行传递函数仿真的结果是否正确呢，哪您的推导呢？这个低通滤波器实际上是不是就是电源电路常用的电容滤波啊，就是640KHz的方步对电容进行充电放电，占空比不同，电容最后积累的电量不同。 2.这个电路就是粗略的计算两个信号的相位差，只要相位差达到一定的门限条件，就认为锁相达到了。您说的是要用高速始终采集高电平的时间，来计算相差的具体值吧。[/quote] 0.5V的输出不用matlab仿真也出得来，它就是10%占空比5V方波的直流分量。不信用20%占空比5V方波仿真，结果就是1V输出。你要做动态分析，这就是一个简单的充放电路，由于电路时间常数远远大于信号频率，10%的脉冲只能充到一个远远小于5V但大于0.5V的电压，接着就以同样的时间常数放电，也就是说，在20%处放电为0V了，所以你如果用示波器看一下LM339正极输入的波形，就是一个反对称的尖脉冲，尖脉冲的最大值就是你要比较的电压。这样测量当然误差很大，时间常数不光与RC有关，还与异或门的输出能力有关。 说这麽多希望能帮到你。

[Falcon7x]

引用 7 楼 jiangbai333 的回复:

[quote=引用 5 楼 jeremy_jiang 的回复:] 你的电路相当的不可靠，信号频率离低通滤波器截止频率太远，你不可能得到精确的输出，正确的做法应该是用带使能端的计数器，通过计数多少进行反馈。

与实际结果相差甚远，别老把理论挂在嘴上，理论是很不靠普的！[/quote] 政治理论不靠普，科学理论很靠普。你要用功哟！