详细讲解 RC 积分和微分电路的运作原理
电路一点通 2024-06-20

RC串联电路

RC串联电路由一个电阻R1和一个电容C1串联而成,在串联电路中,电容C1在电阻R1后面或在电阻R1前面是一样的。



电流特性:只能通过交流电流,RC总阻抗是电阻和电容之和,随交流电频率变化而变化


转折频率f0,当输入信号频率大于f0时,整个RC串联电路总的阻抗不变了,因为频率高到一定程度后,电容的容抗小到几乎为0,忽略不计。当频率低到一定程度时,电容的容抗在整个串联电路中起决定性作用。

RC并联电路

RC并联电路,它是由一个电阻R1和一个电容C1相并联的电路,RC 并联电路可以接在直流电路中,也可以接在交流电路中



当输入信号频率大于f0时,由于电容C的容抗随频率的升高而下降,此时C1的容抗小到可以与R1比较了,由于C1与R1的并联,其总的阻抗下降。当频率高 一定程度后,总的阻抗为0Ω。当输入信号频率f

积分电路原理



时间常数

积分电路输出波形产生分析

前提:在积分电路中,要求RC电路中的时间常数τ远大于脉冲宽度Tx.1)输入脉冲为高电平期间。当输入脉冲出现后,输入信号电压开始通过电阻R1对电容C充电,在C1上的电压极性为上正下负。由于这一电路的RC 时间常数比较大,因此在C上的电压上升比较缓慢, 是按指数规律上升的。又因时间常数远大于脉冲宽度, 对电容充电不久输入脉冲就跳变到为零,对电容的充电就结束。2)输入脉冲为低电平期间。输入脉冲消失后,输入端电压U为0V,这相当于输入端对地短接。由于C1上已经充到了上正下负的电压,此时C1开始放电,放电电流回路是:C1上端→ R1→输入端→输入信号源内电路→地。放电也是按指数规律进行的,随着放电的进行,C1上的电压在下降。由于时间常数比较大,所以放电也是缓慢的,当C1中电荷尚未放完时,输入脉冲再次出现,开始对电容C1再度充电

微分电路原理


微分电路和积分电路在电路形式上相近,微分电路的输出电压取自电阻。要求RC时间常数远小于脉冲宽度T


1)输入脉冲前沿期间。当输入脉冲出现时,输入信号从零突然跳变到高电平,由于电容C1两端的电压不能突变C1相当于短接,相当于输入脉冲U直接到R1上,此时输出信号电压等于输入脉冲电压2)输入脉冲平顶期间,输入脉冲跳变后,输入脉冲继续加在C1和 R1上,其充电电流回路仍然是经C1和R1到地,由于RC时间常数很小,远小于脉冲宽度,因此充电很快结束。在充电过程中,充电电流是从最大变化到零的,在充电过程中,充电电流是从最大变化到零的,流过R1的电流是充电电流,因此在R1上的输出信号电压也是从最大变化到零的。充电结束后,输入脉冲仍然为高电平,由于C1上充到了等于输入脉冲峰值的电压,电路中的电流减小到零,R1上的电压降为零,所以此时输出信号电压为0V。


3)输入脉冲后沿期间,当输入脉冲从高电平跳变到低电平时,输入端的电压跳变为零,这时的微分电路相当于输入端对地短接。此时,C1两端的电压不能突变,由于C1左端相当于接地,这样C右端的负电压为输出信号电压,输出电压 为负且最大,其值等于C上已充到的电压值(输入脉冲的峰值)


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