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1、常用RC电路解析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。1. RC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V，由电阻R输出信号V ，当RC数值与输入方
2、波宽度t之间满足：Rt ），电 &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=v -V =V -V ），经过大约 3t （t =R X C）时，VCVm，VO0，T （RC）的值愈I C m C小，此过程愈快，输出正 脉冲愈窄。t=t2时，V由V 0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压V m 开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，他的左端(正电)m 接地，所以V=V，之后V随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约 3t后，放电完毕，输出一个负脉冲。只要脉冲宽度t (5 10) t，在t时间内，电容C已完成充电或放电(约WW需3 t )，输
3、出瑞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t必须满足：t t，他将变成一个RC耦合电路。输出波形与输入波形一样。如图3所示。Wf-!f|.虬_*i图3 RC鞘舍屯路波形 当T T时，电容C的充放电非常缓慢，其输出波形近似理想方波，是理 想耦合电路。 当T =T时，电容C有一定的充放电，其输出波形的平顶部分有一定 的下降或上升，不是 理想方波。 当T tW，这种电路称为积分电 路。在电容C两端（输出端）得到锯齿波电压，如图6所示。掏6匚两端的锯齿披电压= L时,K由。因电容电压不能突登，* =时.电容开始充电，*按指数规律上升， M K 于电春充电非常缓慢片上升很 小.
4、* *，所以匕=*十K全片=留=V刍 吃 AK ,因而输出电 Hi VoCc） = 1 /C X pdiXdr = VJRC X七可她输出信号*WG与输人信号匕B.） 的积分成正比*（3） t=t2时，VI由Vm0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负 电压VI（VItW是本电路必要条件， 因为他是 在方波到来期间，电容只是缓慢充电，VC还未上升到Vm时，方波就 消失，电容开始放电，以免电容电压出现一个稳定电压值，而且T越大，锯齿 波越接近三角波。输出波 形是对输入波形积分运算的结果他是突出输入信号的直流及缓变分量，降低输入信号的变化量。4. RC滤波电路（无源）在模拟电路，由RC组成的无
5、源滤波电路中，根据电容的接法及大小主要可 分为低通滤波电路（如图7）和高通滤波电路（如图8）。7低捅建披电路朋8高通诚披电舄（1）在图7的低通滤波电路中，他跟积分电路有些相似（电容C都是并在输 出端），但 他们是应用在不同的电路功能上，积分电路主要是利用电容C充电 时的积分作用，在输入方波情形下，来产生周期性的锯齿波（三角波），因此 电容C及电阻R是根据方波的tW来选取，而低通滤波电路，是将较高频率的信 号旁路掉（因XC=1/（2n fC），f较大时，XC较小，相当于短路），因而电容 C的值是参照低频点的数值来确定，对于电源的滤波电路，理论上C值愈大愈 好。（2）图8的高通滤波电路与微分电路或
6、耦合电路形式相同。在脉冲数字电路 中，因RC与脉宽tW的关系不同而区分为微分电路和耦合电路；在模拟电路， 选择恰当的电容C值，就可以有选择性地让较高频的信号通过，而阻断直流及低频信号，如高音喇叭串接的电容，就是阻止中低音进入高音喇叭，以免烧坏。另一方面，在多级交流放大电路中，他也是一种 耦合电路。5. RC脉冲分压器当需要将脉冲信号经电阻分压传到下一级时，由于电路中存在各种形式的电 容，如寄生电容，他相当于在负载侧接有一负载电容（如图9），当输入一脉 冲信号时，因电容CL的充电，电压不能突变，使输出波形前沿变坏，失真。为 此，可在R1两端并接一加速电容C1，这样组成一个RC脉冲分压器（如图10
7、）R匚歇冲分压器1（1）t=0+时，电容视为短路，电流只流经CCL，VO由C1和CL分压得到:= 0)-咋 xq/cc, + cj=g时，电容视为开陪电流只渔经氏由州和晚分&得到了Vu() = Vfoo) V. X Rjg + /j -v. x + 心们=j x RR.c, 邕x佑/兄VMT) cb x风麻M3AFo3)时,出现过补虬但是，任何信号源都有一定的内阻，以及一些电路的需要，通常采取过补偿 的办法，如电视信号中，为突出传送图像的轮廓，采用勾边电路，就是通 过加大C1的取值。(1)在t=t时，第一个方波到来，V由0V，因电容电压不能突变(VC二1Im0)，V =V =V =V。(2)R
8、t1ttW，电容C缓慢充电，VC缓慢上升为左正右负，V =V=V V，V缓慢下降。O R I C 0(3)t=t时，V由V 一0，相当于输入瑞被短路，此时，V已充有左 正右负 电压 =1 2 3 4(V/t 0 )xmt ，经电阻日非常缓慢地放电。C(4)t=t时，因电容还来不及放完电，积累了一定电荷，第二个方波到来，一 一 一 3 一 电阻上的电压就不是V，而是V =V -V (V乏0)，这样第二个输出方波比第一 个输出方波略微往下乎移，第三个输出方波比第二个输出方波又略微往下平 移，最后，当输出波 形的正半周“面积”与负半周“面积”相等时，就达 到了稳定状态。也就是电容在一个周期内充得的电荷与放掉的电荷相等时，输 出波形就稳定不再平移，电容上的平均电压等于输入 信号中电压的直流分量(利 用C的隔直作用)，把输入信号往下平移这个直流分量，便得到 输出波形，起 到传送输入信号的交流成分，因此是一个耦合电路。以上的微分电路与耦合电路，在电路形式上是一样的，关键是tW与t的关 系，下面比较一下t与方波周期T (TtW)不同时的结果，如图4所示。在这 三种情形中，由于电容C的隔直作用，输出波形都是一个周期内正、负“面积” 相等，即其平均值为0，不再含有直流成份。
