利用RC电路的暂态过程,可使数字电路产生一个暂时的稳态。
选择不同的RC值,可选择不同的导通频带。
观察一个方波信号通过微分电路,微分后的波形只在输入波形的突变处尖脉冲,在其他处为零。
这直观上说明微分电路对低频信号的抑制作用。
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U2GN同样,观察一个方波信号通过积分电路,积分后的波形在输入波形的突变处平滑变化。
这直观上说明积分电路对高频信号的抑制作用
1).微分电路
微分电路的电路图如图1所示,其中电容为C,电阻为R,UI为输入电压,Uo为输出电压。
当
R<<1/ωC时,
。
所以图1
由上式可见,输出电压是输入电压的微分。
注意:
满足上述微分关系的前提是,必须符合
R<<1/ωC的条件。
微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。
而对恒定部分则没有输出。
输出的尖脉冲波形的宽度与R*C有关(即电路的时间常数),R*C越小,尖脉冲波形越尖,反之则宽。
此电路的R*C必须远远少于输入波形的宽度,否则就失去了波形变换的作用,变为一般的RC耦合电路了,一般R*C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
2).积分电路:
积分电路的电路图如图2所示。
当R>>1/ωC时,
所以图2
可见输出电压是输入电压的积分。
注意:
上述积分关系必须满足R>>1/ωC的条件。
积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。
电路原理很简单,都是基于电容的充放电原理,这里就不详细说了,这里要提的是电路的时间常数R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。
限幅电路
图X是一个限幅电路,在输入端没信号输入时由于二极管D反向连接,所以输出电压为零。
当有脉冲信号输入时,如果这个脉冲的幅度足与电压源E时,D就导通,这样电路将输出脉冲的最大值限制在E+0.6上(0.6是D的正向导通压降),也即E+0.6是此限幅器的门限电压。
图Z1604所示的RC微分电路是脉冲技术中常用电路之一。
它与RC耦合电路(如图Z1603所示)的区别就在于前者的时间常数τ(=RC)很小。
假定该电路的输入信号是图Z1604(a)所示的矩形波,那么,在t1时刻电容C因电压不能突变而使UC()=0,所以,此时刻R上的输出电压Uo等于E(见图Z1604(c))。
此后UC按指数规律上升到E,相应地,Uo由E下降至零。
在t2时刻,外加信号为零,UC仍为E,致使输出电压跳变到-E,随着电容放电,UC逐渐上升到零。
待下一个矩形脉冲来到后,再重复以上过程。
UC、UO的波形分别如图Z1604(b)(c)所示。
由此可知,微分电路的特点是能突出反映输入信号的跳变部分。
根据这个特点,可把信号中跳变部分转变为尖脉冲而加以利用。
当τ(=RC)<(~)tk时,就可把该电路视为微分电路。
RC实用电路
RC组合件
所谓RC组合件就是由电阻器和电容器组合在一起,用一个封装,引出数根引脚,成为一个整体的组件,尺寸一般为8mm×8mm×1mm。
一个π形RC高频滤波器电路,可以用来将高频信号去除,它是由一个2千欧的电阻和两只0.01微法电容构成。
RC消火花电路
在一些感性负载(直流电动机或磁头)电路中的开关部位并联电阻和电容。
由于感性组件在电路通断的时候会产生感应电动势来阻碍组件两端电流突变的特性,这一电动势很大且加在开关上,由于开关在快要接通或刚要断开时开关的两极靠得很近,这时的开关便形成空气电容结构,感应电动势给这个开关空气电容器充电并很快击穿这个电容器,击穿电容器时便会产生火花,这样开关的接通或断开时都会看到有火花,电路开关产生火花会对人身安全存在隐患,并且对开关的接触部分进行灼伤,影响开关的使用寿命。
为了保护开关不打火,在开关电路上并联一个电阻和电容,这时开关在通断时产生的感应电动势就流到开关并联电路中的电阻器和电容器上,开关并联电路上的电容器容量一般都很大,吸收感应电动势大量电能,这样加到开关上的感应电动势就大大减少了,从而避免产生火花。
RC录音高频补偿电路
在恒流录音电阻电路中,给恒流电阻器再并联上电容器就成了RC录音高频补偿电路。
电路中电阻器R就是恒流录音电阻,电容器C便是录音高频补偿电容。
电阻与电容并联组成RC补偿电路,电容与录音磁头的感性阻抗串