RC、滤波电路

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1、.-RC电路的应用RC电路在模拟电路、脉冲数字电路中得到广泛的应用，由于电 路的形式以及信号源和R，C元件参数的不同，因而组成了RC电路的各种应用形式：微分电路 、积分电路、耦合电路、滤波电路及脉冲分压器。关键词：RC电路。微分、积分电路。耦合电路。在模拟及脉冲数字电路中，常常用到由电阻R和电容C组成的RC电路，在些电路中， 电阻R和电容C的取值不同、输入和输出关系以及处理的波形之间的关系，产生了RC电路的 不同应用，下面分别谈谈微分电路、积分电路、耦合电路、脉冲分压器以及滤波电路。 -.word.zl.-1. RC微分电路　　如图1所示，电阻R和电容C串联后接入输入信号VI，

2、由电阻R输出信号VO，当RC 数值与输入方波宽度tW之间满足：RC<t1〕，电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规 律下降〔因VO＝VI－VC＝Vm－VC〕，经过大约3τ〔τ＝R × C〕时，VCVm，VO0，τ〔RC〕的值愈小，此

3、过程愈快，输出正 脉冲愈窄。t=t2时，VI由Vm→0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压V m开场按指数规律经电阻R放电，刚开场，电容C来不及放电，它的左端〔正电〕接地 ，所以VO＝－Vm，之后VO随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大 约3τ后，放电完毕，输出一个负脉冲。　　只要脉冲宽度tW>〔5~10〕τ，在tW时间，电容C已完成充电或放电〔约需3 τ-.word.zl.-〕，输出端就能输出正负尖脉冲，才能成为微分电路，因而电路的充放电时间常数τ必须 满足：τ＜〔1/5~1/10〕tW，这是微分电路的必要条件。　　由于输出波形VO与输入波形VI之间恰好符合微

4、分运算的结果［VO=RC〔 dVI/dt〕］，即输出波形是取输入波形的变化局部。如果将VI按傅里叶级展开 ，进展微分运算的结果，也将是VO的表达式。它主要用于对复杂波形的别离和分频器 ，如从电视信号的复合同步脉冲别离出行同步脉冲和时钟的倍频应用。 2. RC耦合电路　　图1中，如果电路时间常数τ〔RC〕>>tW，它将变成一个RC耦合电路。输 出波形与输入波形一样。如图3所示。 -.word.zl.-   　　〔1〕在t=t1时，第一个方波到来，VI由0→Vm，因电容电压不能突变〔VC=0〕，VO=VR=VI=Vm。　　〔2〕t1>tW，电容C缓慢充电，VC缓

5、慢上升为左正右负，V O=VR=VI－VC，VO缓慢下降。　　〔3〕t=t2时，VO由Vm→0-.word.zl.-，相当于输入端被短路，此时，VC已充有左 正右负电压Δ［Δ=〔VI/τ〕×tW］，经电阻R非常缓慢地放电。　　〔4〕t=t3时，因电容还来不及放完电，积累了一定电荷，第二个方波到来，电阻上的电 压就不是Vm，而是VR=Vm-VC〔VC≠0〕，这样第二个输出 方波比第一个输出方 波略微往下平移，第三个输出方波比第二个输出方波又略微往下平移，…，最后，当输出波 形的正半周“面积〞与负半周“面积〞相等时，就到达了稳定状态。也就是电容在一个周期 充得的电荷与放掉的电荷相等

6、时，输出波形就稳定不再平移，电容上的平均电压等于输入 信号中电压的直流分量〔利用C的隔直作用〕，把输入信号往下平移这个直流分量，便得到 -.word.zl.-输出波形，起到传送输入信号的交流成分，因此是一个耦合电路。　　以上的微分电路与耦合电路，在电路形式上是一样的，关键是tW与τ的关系，下面比 较一下τ与方波周期T〔T>tW〕不同时的结果，如图4所示。在这三种情形中，由于电 容C的隔直作用，输出波形都是一个周期正、负“面积〞相等，即其平均值为0，不再含有 直流成份。①当τ>>T时，电容C的充放电非常缓慢，其输出波形近似理想方波，是理想耦合电路。        ②当τ=T时，电

7、容C有一定的充放电，其输出波形的平顶局部有一定的下降或上升，不是 理想方波。-.word.zl.-③当τ<>tW，这种电路称为积分电路。在 -.word.zl.-电容C两端〔输出端〕得到锯齿波电压，如图6所示。  〔3〕t=t2时，VI由