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。1RC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,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:RCtW,这种电路就称为微分电路。在R两端(输出端)得到正、负相间的尖脉冲,而且发生在方波的上升沿和下降沿,如图2所示。
f在tt1时,VI由0→Vm,因电容上电压不能突变(来不及充电,相当于短路,VC=0),输入电压VI全降在电阻R上,即VO=VR=VI=Vm。随后(tt1),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,此过程愈快,输出正脉冲愈窄。
ftt2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Vm开始按指数规律经电阻R放电,刚开始,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,同样经过大脉冲。只要脉冲宽度tW(510)τ,在tW时间内,电容C已完成充电或放电(约需3τ),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<(15110)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之间恰好符合微分运算的结果[V
O
约3τ后,放电完毕,输出一个负
RC(dVIdt)],即输出波形是取输入波形的变化部分。如果将VI
按傅里叶级展开,进行微分运算的结果,也将是VO的表达式。它主要用于对复杂波形的分离和分频器,如从电视信号的复合同步脉冲分离出行同步脉冲和时钟的倍频应用。2RC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。
f(1)在tt1时,第一个方波到来,VI由0→Vm,因电容电压不能突变(VC0),VOVRVIVm。(2)t1tt2时,因τtW,电容C缓慢充电,VC缓慢上升为左正右负,VOVRVI-VC,VO缓慢下降。r