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RC電路
閱讀�87497時間�2010-12-22 10:09:15

  RC電路�電阻電容器電�(RC電路)或者RC過濾�,RC�(wǎng)�(luò)是電路a�電容�駕駛的組成由電阻�電壓或當(dāng)前來�.一次RC電路由一個電阻器和一臺電容器組成,是RC電路的簡單例子。RC電路在模擬電�、脈沖數(shù)字電路中得到廣泛的應(yīng)用�

分類

 ?�?)RC 串聯(lián)電路

RC 串聯(lián)電路

  電路的特點:由于有電容存在不能流過直流電�,電阻和電容都對電流存在阻礙作用,其總阻抗由電阻和容抗確�,總阻抗隨頻率變化而變�。RC 串聯(lián)有一個轉(zhuǎn)折頻率: f0=1/2πR1C1

  �(dāng)輸入信號頻率大于 f0 �,整� RC 串聯(lián)電路總的阻抗基本不變�,其大小等于 R1�

 ?�?)RC 并聯(lián)電路

RC 并聯(lián)電路

  RC 并聯(lián)電路既可通過直流又可通過交流信號。它� RC 串聯(lián)電路有著同樣的轉(zhuǎn)折頻率:f0=1/2πR1C1� �(dāng)輸入信號頻率小于f0�,信號相對電路為直流,電路的總阻抗等� R1;�(dāng)輸入信號頻率大于f0 � C1 的容抗相對很�,總阻抗為電阻阻值并上電容容�。當(dāng)頻率高到一定程度后總阻抗為 0�

 ?�?)RC 串并�(lián)電路

RC 串并聯(lián)電路

  RC 串并�(lián)電路存在兩個轉(zhuǎn)折頻率f01 � f02:

  f01=1/2πR2C1, f02=1/2πC1*[R1*R2/(R1+R2)]

  �(dāng)信號頻率低于 f01 �,C1 相當(dāng)于開�,該電路總阻抗為 R1+R2�

  �(dāng)信號頻率高于 f02 �,C1 相當(dāng)于短�,此時電路總阻抗� R1�

  �(dāng)信號頻率高于 f01 低于 f02 �,該電路總阻抗在 R1+R2 到R1之間變化�

典型�(yīng)�

  1.RC 微分電路

  如圖 1 所�,電� R 和電� C 串聯(lián)后接入輸入信� VI,由電阻 R 輸出信號 VO,當(dāng) RC �(shù)值與輸入方波寬度 tW之間滿足:RC<<tW,這種電路就稱為微分電路。在 R 兩端(輸出端)得到正、負(fù)相間的尖脈沖,而且是發(fā)生在方波的上升沿和下降沿,如� 2 所示�

RC 微分電路

圖2

  � t=t1�,VI� 0→Vm,因電容上電壓不能突變(來不及充�,相�(dāng)于短�,VC�0�,輸入電� VI全降在電� R �,即 VO=VR=VI=Vm。隨后(t>t1�,電� C 的電壓按指數(shù)�(guī)律快速充電上�,輸出電壓隨之按指數(shù)�(guī)律下降(� VO=VI-VC=Vm-VC�,經(jīng)過大� 3τ(τ=R×C)時,VCVm,VO0,τ(RC)的值愈�,此過程愈快,輸出正脈沖愈窄�

  t=t2�,VI� Vm�0,相當(dāng)于輸入端被短路,電容原先充有左正右負(fù)的電� Vm開始按指�(shù)�(guī)律經(jīng)電阻 R 放電,剛開始,電� C 來不及放�,他的左端(正電)接地,所� VO=-Vm,之� VO隨電容的放電也按指數(shù)�(guī)律減�,同樣經(jīng)過大� 3τ �,放電完�,輸出一個負(fù)脈沖�

  只要脈沖寬度 tW>�5~10)�,在 tW時間�(nèi),電� C 已完成充電或放電(約需 3τ�,輸出端就能輸出正負(fù)尖脈沖, 才能成為微分電路� 因而電路的充放電時間常�(shù)τ必須滿足� τ<(1/5~1/10tW,這是微分電路的必要條件�

  由于輸出波形 VO與輸入波� VI之間恰好符合微分運算的結(jié)果[VO=RC(dVI/dt)],即輸出波形是取輸入波形的變化部分。如果將 VI按傅里葉級展�,�(jìn)行微分運算的�(jié)�,也將是 VO的表�(dá)�。他主要用于對復(fù)雜波形的分離和分頻器,如從電視信號的�(fù)合同步脈沖分離出行同步脈沖和時鐘的倍頻�(yīng)��

  2.RC 耦合電路

  � 1 �,如果電路時間常�(shù) τ(RC�>>tW,他將變成一� RC 耦合電路。輸出波形與輸入波形一樣。如� 3 所��

RC 耦合電路

  �1)在 t=t1�,個方波到�,VI� 0→Vm,因電容電壓不能突變(VC=0�,VO=VR=VI=Vm�

 ?�?)t1<t<t2 �,因 τ>>tW,電� C 緩慢充電,VC 緩慢上升為左正右�(fù),VO=VR=VI-VC,VO緩慢下降�

 ?�?)t=t2�,VO� Vm�0,相�(dāng)于輸入端被短�,此時,VC已充有左正右�(fù)電壓 Δ[�=(VI/τ)×tW�,經(jīng)電阻 R 非常緩慢地放電�

 ?�?)t=t3�,因電容還來不及放完�,積累了一定電�,第二個方波到來,電阻上的電壓就不� Vm,而是 VR=Vm-VC(VC�0),這樣第二個輸出方波比個輸出方波略微往下平�,第三個輸出方波比第二個輸出方波又略微往下平移,�,,�(dāng)輸出波形的正半周“面積”與�(fù)半周“面積”相等時,就�(dá)到了�(wěn)定狀�(tài)。也就是電容在一個周期內(nèi)充得的電荷與放掉的電荷相等時,輸出波形就�(wěn)定不再平移,電容上的平均電壓等于輸入信號中電壓的直流分量(利� C 的隔直作用),把輸入信號往下平移這個直流分�,便得到輸出波形,起到傳送輸入信號的交流成分,因此是一個耦合電路�

  以上的微分電路與耦合電路,在電路形式上是一樣的,關(guān)鍵是 tW � τ 的關(guān)系,下面比較一下� 與方波周� T(T>tW)不同時的結(jié)�,如� 4 所�。在這三種情形中,由于電� C 的隔直作用,輸出波形都是一個周期內(nèi)�、負(fù)“面積”相等,即其平均值為 0,不再含有直流成��

圖4

  ①當(dāng) τ>>T �,電� C 的充放電非常緩慢,其輸出波形近似理想方波,是理想耦合電路�

 ?、诋?dāng) τT �,電� C 有一定的充放�,其輸出波形的平頂部分有一定的下降或上升,不是理想方波�

  ③當(dāng) τ<<T �,電� C 在極短時間內(nèi)(tW)已充放電完�,因而輸出波形為上下尖脈�,是微分電路�

  �3)t=t2 �,VI � Vm�0,相�(dāng)于輸入端被短�,電容原先充有左正右�(fù)電壓 VI(VI<Vm)經(jīng)R 緩慢放電,VO(VC)按指數(shù)�(guī)律下降�

  積分電路

  積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角�,還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物�。電路原理很簡單,都是基于電容的沖放電原理,這里就不詳細(xì)說了,這里要提的是電路的時間常�(shù) R*C,構(gòu)成積分電路的條件是電路的時間常數(shù)必須要大于或等于 10 倍于輸入波形的寬��

RC實用電路

  RC組合�

  所� RC組合件就是由電阻器和電容器組合在一起,用一個封�,引出數(shù)根引�,成為一個整體的元件,尺寸一般為 8mm×8mm×1mm。一� π � RC高頻濾波器電�,可以用來將高頻信號去除,它是由一� 2 千歐的電阻和兩只 0.01 微法電容�(gòu)��

  RC消火花電�

  在一些感性負(fù)載(直流電動�(jī)或磁頭)電路中的開關(guān)部位并聯(lián)電阻和電容� 由于感性元件在電路通斷的時候會�(chǎn)生感�(yīng)電動勢來阻礙元件兩端電流突變的特�,這一電動勢很大且加在開關(guān)�,由于開�(guān)在快要接通或剛要斷開時開�(guān)的兩極靠得很�,這時的開�(guān)便形成空氣電容結(jié)�(gòu),感�(yīng)電動勢給這個開�(guān)空氣電容器充電并很快擊穿這個電容器,擊穿電容器時便會產(chǎn)生火�,這樣開關(guān)的接通或斷開時都會看到有火花,電路開�(guān)�(chǎn)生火花會對人身安全存在隱�,并且對開關(guān)的接觸部分�(jìn)行灼傷,影響開關(guān)的使用壽��

  為了保護(hù)開關(guān)不打火,在開�(guān)電路上并�(lián)一個電阻和電容,這時開關(guān)在通斷時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就流到開關(guān)并聯(lián)電路中的電阻器和電容器上,開�(guān)并聯(lián)電路上的電容器容量一般都很大,吸收感�(yīng)電動勢大量電能,這樣加到開關(guān)上的感應(yīng)電動勢就大大減少�,從而避免產(chǎn)生火��

  RC錄音高頻�(bǔ)償電�

  在恒流錄音電阻電路中,給恒流電阻器再并聯(lián)上電容器就成� RC錄音高頻�(bǔ)償電�。電路中電阻� R就是恒流錄音電阻,電容器 C便是錄音高頻�(bǔ)償電�。電阻與電容并聯(lián)組成 RC�(bǔ)償電�,電容與錄音磁頭的感性阻抗串�(lián)組成� LC串聯(lián)諧振�(bǔ)償電路�

  � RC 并聯(lián)電路的阻抗特性曲線中可以看出,當(dāng)錄音信號頻率低于�(zhuǎn)折頻率時,阻抗不�,所以低于轉(zhuǎn)折頻率的錄音信號其流過錄音磁頭的錄音電流大小不變;當(dāng)錄音信號頻率高高于轉(zhuǎn)折頻率后,該 RC 并聯(lián)電路的總阻抗在下降,說明頻率高于�(zhuǎn)折頻率的錄音高頻信號電流在增�,且錄音信號頻率越高,其錄音信號電流越大,這樣可以�(dá)到提升錄音高頻信號的目的� 在電容器和磁頭串�(lián)諧振電路�,其諧振頻率�(shè)在錄音信號高于上限頻率且靠近上限頻率�,由�  10LC 串聯(lián)諧振電路在諧振時阻抗最小,這樣可以使高頻錄音信號電流增大許�,達(dá)到提升錄音高頻信號的目的�

  RC低頻噪聲切除電路

  由于�(jī)�(nèi)傳聲� BM 裝在錄音�(jī)的機(jī)殼上,而機(jī)殼上還同時裝有揚(yáng)聲器,在�(yáng)聲器�(fā)出聲音時會引起機(jī)殼的振動,這一振動將引起機(jī)�(nèi)傳聲� BM 的振動,�(dǎo)� BM 輸出一個頻率很低的振動噪聲,從而機(jī)�(nèi)傳聲器工作出�(xiàn)“轟隆”的低頻噪聲,為此要在機(jī)�(nèi)傳聲器輸入電路中加入 RC串聯(lián)電路來�(jìn)行低頻噪聲切�,以消除這一低頻的噪��

  � RC 串聯(lián)電路的阻抗特性曲線中可以看出,隨著輸入信號頻率的降低其總阻抗而增�,這樣便對�(jī)�(nèi)低頻噪聲呈現(xiàn)高阻抗特性,阻礙低頻噪聲電流的通過,達(dá)到了切除低頻噪聲的目的。雖然這樣能夠消除低頻噪聲,但對低頻有用信號也有一定影響,這樣也就成了消除低頻噪聲的主要矛盾了�

  RC去加重電�

  去加重電路出�(xiàn)在調(diào)頻收音機(jī)電路和電視機(jī)伴音通道電路��

  �(diào)頻收音機(jī)不像�(diào)幅收音機(jī)那樣噪聲在不同頻率下的大小相�,而是隨著頻率升高而增�,這就說明�(diào)頻的高頻噪聲�(yán)�。為了改善高頻段的信噪比,調(diào)頻發(fā)射機(jī)在發(fā)射調(diào)頻信號之前,對音頻信號中的高頻信號要�(jìn)行預(yù)加重,即先提升高頻段的信號,在調(diào)頻收音電路中則設(shè)置去加重電路,以還原音頻信號原來的特性。在去加重電路中,同時也將高頻噪聲去除去加重電路有單聲道和雙聲道兩種之分,單聲道去加重電路接在鑒頻器后面,而雙聲道去加重電路要在鑒頻器后面接立體聲解碼電路后再才接去加重電�。去加重電路實際上就是一個電阻和電容組成的分壓電�,由于電容對高頻信號的容抗比較低,所以對�(fā)射機(jī)�(jìn)行預(yù)加重的高頻信號的阻抗小,電容器就會吸收高頻信號的�(yù)加重信號�(dá)到去加重作用�

  場積分電�

  黑白電視和彩色電視機(jī)掃描電路中的場積分電路是采用兩節(jié)積分電路組成。行與場同步信號的幅度相�,但寬度不同,行同步脈沖�,場同步脈沖�。而場積分電路就是要從行場同步�(fù)合信號中取去場同步信�,場同步信號脈沖寬持�(xù)時間比較長,輸出信號電壓就大,而行同步則相反,行同步信號脈沖窄持續(xù)時間�,輸出信號電壓就�。經(jīng)過場積分電路(即兩次積分電路)后行同步信號電壓兩次減小少�(dá)到衰減作�,從而選場同步信�

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