1. 程式人生 > >RC電路應用計算

RC電路應用計算

RC電路在類比電路、脈衝數字電路中得到廣泛的應用,由於電 路的形式以及訊號源和R,C元件引數的不同,因而組成了RC電路的各種應用形式:微分電路 、積分電路、耦合電路、濾波電路及脈衝分壓器。關鍵詞:RC電路。微分、積分電路。耦合電路。在模擬及脈衝數字電路中,常常用到由電阻R和電容C組成的RC電路,在些電路中, 電阻R和電容C的取值不同、輸入和輸出關係以及處理的波形之間的關係,產生了RC電路的 不同應用,下面分別談談微分電路、積分電路、耦合電路、脈衝分壓器以及濾波電路。

1. RC微分電路
  如圖1所示,電阻R和電容C串聯後接入輸入訊號VI,由電阻R輸出訊號VO,當RC 數值與輸入方波寬度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、負相間的尖脈衝,而且發生在方波的上升沿和下降沿,如圖2 所示



在t=t1時,VI由0→Vm,因電容上電壓不能突變(來不及充電,相當於短 路,VC=0),輸入電壓VI全降在電阻R上,即VO=VR=VI=V m 。隨後(t>t1),電容C的電壓按指數規律快速充電上升,輸出電壓隨之按指數規 律下降(因VO=VI-VC=Vm-VC),經過大約3τ(τ=R × C)時,VCVm,VO0,τ(RC)的值愈小,此過程愈快,輸出正 脈衝愈窄。
  t=t2時,VI由Vm→0,相當於輸入端被短路,電容原先充有左正右負的電壓V m

開始按指數規律經電阻R放電,剛開始,電容C來不及放電,他的左端(正電)接地 ,所以VO=-Vm,之後VO隨電容的放電也按指數規律減小,同樣經過大 約3τ後,放電完畢,輸出一個負脈衝。
  只要脈衝寬度tW>(5~10)τ,在tW時間內,電容C已完成充電或放電(約需3 τ),輸出端就能輸出正負尖脈衝,才能成為微分電路,因而電路的充放電時間常數τ必須 滿足:τ<(1/5~1/10)tW,這是微分電路的必要條件。
  由於輸出波形VO與輸入波形VI之間恰好符合微分運算的結果[VO=RC( dVI/dt)],即輸出波形是取輸入波形的變化部分。如果將VI按傅立葉級展開 ,進行微分運算的結果,也將是VO的表示式。他主要用於對複雜波形的分離和分頻器 ,如從電視訊號的複合同步脈衝分離出行同步脈衝和時鐘的倍頻應用。

2. RC耦合電路
  圖1中,如果電路時間常數τ(RC)>>tW,他將變成一個RC耦合電路。輸 出波形與輸入波形一樣。如圖3所示。


  (1)在t=t1時,第一個方波到來,VI0→Vm,因電容電壓不能突變(VC=0),VO=VR=VI=Vm  (2t1<t<t2< span="" style="word-wrap: break-word; word-break: break-all; line-height: 1.6em;">時,因τ>>tW,電容C緩慢充電,VC緩慢上升為左正右負,O=VR=VIVCVO緩慢下降。  (3t=t2時,VOVm→0,相當於輸入端被短路,此時,VC已充有左 正右負電壓ΔΔ=VI×tW],經電阻R非常緩慢地放電。  (4t=t3時,因電容還來不及放完電,積累了一定電荷,第二個方波到來,電阻上的電 壓就不是Vm,而是VR=Vm-VCVC≠0),這樣第二個輸出 方波比第一個輸出方 波略微往下平移,第三個輸出方波比第二個輸出方波又略微往下平移,,最後,當輸出波 形的正半周面積與負半周面積相等時,就達到了穩定狀態。也就是電容在一個週期 內充得的電荷與放掉的電荷相等時,輸出波形就穩定不再平移,電容上的平均電壓等於輸入 訊號中電壓的直流分量(利用C的隔直作用),把輸入訊號往下平移這個直流分量,便得到 輸出波形,起到傳送輸入訊號的交流成分,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,關鍵是tWτ的關係,下面比 較一下τ與方波週期TT>tW)不同時的結果,如圖4所示。在這三種情形中,由於電 容C的隔直作用,輸出波形都是一個週期內正、負面積相等,即其平均值為0,不再含有 直流成份。  τ>>T時,電容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。 
τ=T時,電容C有一定的充放電,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。  τ<<t< span="" style="word-wrap: break-word; word-break: break-all; line-height: 1.6em;">時,電容C在極短時間內(tW)已充放電完畢,因而輸出波形為上下尖脈 衝,是微分電路

3. RC積分電路  如圖5所示,電阻R和電容C串聯接入輸入訊號VI,由電容C輸出訊號V0,當RC τ)數值與輸入方波寬度tW之間滿足:τ>>tW,這種電路稱為積分電路。在


電容C兩端(輸出端)得到鋸齒波電壓,如圖6所示。


3t=t2時,VIVm→0,相當於輸入端被短路,電容原先充有左正右負電 壓VIVI<vm< span="" style="word-wrap: break-word; word-break: break-all; line-height: 1.6em;">)經R緩慢放電,VOVC)按指數規律下降。  這樣,輸出訊號就是鋸齒波,近似為三角形波,τ>>tW是本電路必要條件,因為他是 在方波到來期間,電容只是緩慢充電,VC還未上升到Vm時,方波就消失,電容 開始放電,以免電容電壓出現一個穩定電壓值,而且τ越大,鋸齒波越接近三角波。輸出波 形是對輸入波形積分運算的結果

,他是突出輸入訊號的直流及緩變分量,降低輸入訊號的變化量。

4. RC濾波電路(無源)
  在類比電路,由RC組成的無源濾波電路中,根據電容的接法及大小主要可分為低通濾波 電路(如圖7)和高通濾波電路(如圖8)。



(1)在圖7的低通濾波電路中,他跟積分電路有些相似(電容C都是並在輸出端),但 他們是應 用在不同的電路功能上,積分電路主要是利用電容C充電時的積分作用,在輸入方波情形下 ,來產生週期性的鋸齒波(三角波),因此電容C及電阻R是根據方波的tW來選取,而 低通濾波電路,是將較高頻率的訊號旁路掉(因XC=1/(2πfC),f較大時,XC較 小,相當於短路),因而電容C的值是參照低頻點的數值來確定,對於電源的濾波電路,理 論上C值愈大愈好。
  (2)圖8的高通濾波電路與微分電路或耦合電路形式相同。在脈衝數字電路中,因RC與脈 寬tW的關係不同而區分為微分電路和耦合電路;在類比電路,選擇恰當的電容C值, 就可以有選擇性地讓較高頻的訊號通過,而阻斷直流及低頻訊號,如高音喇叭串接的電容, 就是阻止中低音進入高音喇叭,以免燒壞。另一方面,在多級交流放大電路中,他也是一種 耦合電路。

5. RC脈衝分壓器
  當需要將脈衝訊號經電阻分壓傳到下一級時,由於電路中存在各種形式的電容,如寄生電容 ,他相當於在負載側接有一負載電容(如圖9),當輸入一脈衝訊號時,因電容CL的 充電,電壓不能突變,使輸出波形前沿變壞,失真。為此,可在R1兩端並接一加速電容 C1,這樣組成一個RC脈衝分壓器(如圖10)。


(1)t=0+時,電容視為短路,電流只流經C1CLVOC1CL分壓得到:


但是,任何訊號源都有一定的內阻,以及一些電路的需要,通常採取過補償的辦法,如電視 訊號中,為突出傳送影象的輪廓,採用勾邊電路,就是通過加大C1的取值。

相關推薦

RC電路應用計算

RC電路在類比電路、脈衝數字電路中得到廣泛的應用,由於電 路的形式以及訊號源和R,C元件引數的不同,因而組成了RC電路的各種應用形式:微分電路 、積分電路、耦合電路、濾波電路及脈衝分壓器。關鍵詞:RC電路。微分、積分電路。耦合電路。在模擬及脈衝數字電路中,常常用到由電阻R

RC電路簡介,RC串並聯電路的工作原理及應用

RC電路簡介,RC串並聯電路的工作原理及應用   RC電路全稱Resistance-Capacitance Circuits。一個 相移電路(RC電路)或稱 RC濾波器、 RC網路, 是一個包含利用電壓源、電流源驅使電阻器、電容器運作的電路。一個最簡單的RC電路是由一個電容器和

沃趣科技加入CNCF(雲原生應用計算基金會),共建Cloud

北京時間2018年2月28日,沃趣科技正式加入雲原生應用計算基金會 (Cloud Native Computing Foundation,以下簡稱CNCF)。沃趣科技基於Kubernetes和Docker的國內首款雲原生私有RDS平臺也即將釋出。 按照CNCF的規則,根據企業會員對程式碼的貢

資料結構 棧 的應用——計算

本篇部落格僅僅寫我所認識到的棧的一個應用,如果有錯請評論處給我指出,不勝感激。 首先,計算機在進行數字計算的時候,它是直接計算一個比較複雜的式子的,比如:                                                          

基於MATLAB的架空輸電線的等值電路引數計算

以《電力系統分析》上的一道例題來講解如何利用MATLAB進行架空輸電線的等值電路引數計算。 500kV輸電線路長600km,採用三分裂導線3×LGJQ-400,分裂間距為400mm,三相水平排列,相間

Mapreduce 矩陣相乘應用--計算文字間的相似度

通過以上的方法可以看到,這種方法是用大量的硬碟空間來換取記憶體空間。因為每個詞的權重 要重發傳送很多變。其次,在使用上述方法的時候,需要對新聞和詞建立統一的索引。比如 “科技”這個詞的索引為0, “文化”這個詞的索引為1,換句話說,就是將矩陣的橫縱座標對應到每個詞和新聞當中。最後計算相似度的時候,輸入資料要存

網頁應用計算時間差有誤的問題

網頁需要計算答題倒計時,一開始是寫SQL指令碼在資料庫中生成一個開始時間 + 時間長度,昨天突然發現每個新建答題的倒計時都多出來幾分鐘,以為是演算法有問題,換成儲存時間戳int值計算,發現還是同樣多出來幾分鐘。 突然想到是不是資料庫儲存的時間有問題,直接連上虛擬主機的 SQ

RC延時電路延時計算

圖一是最簡單的RC延時電路,目的是延時點亮LED。R1給C1充電,等電容電壓到達三極體基極導通電壓大概0.7V時,三極體開通,LED點亮,二極體D1是讓C1可以快速放電的作用。 延時時間 ,其中V1為電源電壓,V0為電容初始時刻電壓,Vt為t時刻電容電壓。在這個電路

Java應用基礎微專業-入門篇-第1章用程序來做計算

version mac ear 浮點 spa class pin system font p.p1 { margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font: 20.0px "PingFang SC" } p.p2 { margin: 0.0px 0.

計算時代應用設計十二要素

uil 推薦 ras 相似性 back size ont imp staging 雲計算時代應用設計十二要素 在雲計算時代。應用的整個生命周期將在數據中心裏度過。這跟傳統軟件模式極大不同。 雲應用實際上意味著:代碼 + 配置 + 執行時環境。 什麽樣的軟件才是

硬件工程師必會電路模塊之MOS管應用(轉)

增強 aliyun vgs conn www oot 信號 .com desc **本文你可以獲得什麽? 實際工程應用中常用的MOS管電路(以筆記本主板經典電路為例); 學到實際系統中用到的開關電路模塊以及MOS管非常重要的隔離電路(結合IIC的數據手冊和筆記本主板應

硬件工程師必會電路之二極管應用上(轉)

dad sset 工作 cdd 速度 快的 產生 pos -c 二極管是最基本的電路器件,硬件工程師經常使用,但你未必能用對,未必能用好。 比如說大家都知道接口部分一般都需要ESD保護,其實TVS瞬變電壓抑制二級管用作ESD保護就極為講究,對於USB3.0, HDMI接

關於匿名函數的使用,購物車中計算銷售稅的應用

blog 神奇 php匿名函數 ons spa 3.0 walk color back php匿名函數又叫閉包函數,可以起到精簡代碼的作用,下面是購物車中的應用: class Cart { const PRICE_BUTTER = 1.00; const

電機死區常數τ=RC計算

content 技術 ttext res emp pre temp str imu #include "dialog.h" #include "ui_dialog.h" #include <qmath.h> Dialog::Dialog(QWidget *

應用 - 後綴表達式的計算

structure str hub def csdn oid 應用 ref pri 有關棧API詳情參看我的還有一篇博文: 棧的鏈式存儲 - API實現 遍歷後綴表達式中的數字和符號 對於數字:進棧 對於符號: 從棧中彈出右操作數 從棧中彈出左操作數 依

【Windows 10 應用開發】使用x:Bind標記動態獲得計算結果

ash 進行 reg tps 屬性綁定 使用 例子 應用 處理 UWP 在傳統(WPF)的Binding標記上引入了 Bind 標記,Bind 基於編譯階段生成,因而具有較高的性能。但是,你得註意,這個性能上的優化是免去了運行階段動態綁定的開銷,這是不包括數據源的體積的。要

適合雲計算開發者的企業級互聯網分布式系統應用架構學習

目標 均衡 http 支持 uid course 概覽 .com 異步處理 課程介紹 本課程主要講解當前網絡環境下互聯網應用架構設計,課程針對阿裏雲平臺所提供的分步式系統架構支持來分層說明如何搭建一個高可用的應用架構。 講師介紹: 石立勇,阿裏雲生態體系首席架構師,致力於阿

service oriented architecture 構造分布式計算應用程序的方法

access effective one ogr collect 交互 rom abs cati zh.wikipedia.org/wiki/面向服務的架構 【程序功能做為服務】 面向服務的體系結構(英語:service-oriented architecture)是構

計算--網絡原理與應用--20171115

斷開連接 廣播 自動 常用 開始 連接 ttl 意義 流動 IP 協議 ARP協議 TCP/UDP協議 網絡傳輸介質 一 IP協議 網絡層負責定義數據通過網絡流動所經過的路徑。主要功能如下: 定義基於IP協議的邏輯地址(IP地址) 選擇數據通過網絡的最佳路徑 連接不同

Pandas的函數應用、層級索引、統計計算

類型 das 其他 style 升序 src 填充 排除 個數 1.Pandas的函數應用 1.apply 和 applymap 1. 可直接使用NumPy的函數 示例代碼: # Numpy ufunc 函數 df = pd.DataFrame(np.rando