一個(gè) 相移電路(RC電路)或稱 RC濾波器、 RC網(wǎng)絡(luò), 是一個(gè)包含利用電壓源、電流源驅(qū)使電阻器、電容器運(yùn)作的電路。
rc電路的特性
先從數(shù)學(xué)上最簡(jiǎn)單的情形來看RC電路的特性。假定RC電路接在一個(gè)電壓值為 U0的直流電源上很長(zhǎng)的時(shí)間了,電容上的電壓已與電源相等(關(guān)于充電的過程在后面講解),在某時(shí)刻 t0突然將電阻左端S接地,電容上進(jìn)入了放電狀態(tài)。理論分析時(shí),將時(shí)刻t0取作時(shí)間的零點(diǎn)。
依據(jù)KVL定律,建立電路方程:
初值條件是
這是一階齊次微分方程,其通解為:
代入原方程后得:
特征方程為:
特征根為:
根據(jù)
得:
故滿足初值的微分方程的解為:
可以看出電容上電壓衰減的快慢取決于指數(shù)中
的大小,其大小僅取決于電路結(jié)構(gòu)與元件的參數(shù)。當(dāng)電阻的單位是Ω,電容的單位是F時(shí),乘積RC的單位為秒(s),用表示。
則電容電壓可記為
當(dāng)t=4t時(shí),電容電壓已經(jīng)很小,一般認(rèn)為電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。以上稱為RC一階電路的零輸入響應(yīng)。
rc電路的選頻特性的原理
設(shè)電阻R1、R2=R, 電容C1、C2=C,他們組成一個(gè)RC串并聯(lián)移相網(wǎng)絡(luò),它的輸入端是上面的那個(gè)R1上邊,而它的輸出端是中間,這個(gè)RC電路的輸入端接的就是運(yùn)算放大器的輸出端,而這個(gè)RC電路的輸出端接的就是運(yùn)算放大器的輸入端,這樣就構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的相頻特性是:僅對(duì)一個(gè)頻率ωo=1/RC是零相移,對(duì)低于此頻率和高于此頻率分別呈正相移和負(fù)相移,這樣一來,僅對(duì)這個(gè)ωo,結(jié)合兩級(jí)同相放大器能實(shí)現(xiàn)正反饋(因?yàn)檎答伒臈l件是放大器的相移+反饋網(wǎng)絡(luò)的相移=360°)。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性是:對(duì)頻率ωo傳輸系數(shù)最大,等于1/3,而對(duì)其它頻率的傳輸系數(shù)都是小于1/3的。所以只要放大器的電壓放大倍數(shù)大于3,就能起振。而運(yùn)算放大器的電壓放大倍數(shù)是遠(yuǎn)大于3的,這樣一來,起振是沒有問題,但是會(huì)帶來嚴(yán)重的失真,解決辦法是:設(shè)法使運(yùn)算放大器的電壓放大倍數(shù)稍稍大于3就行。這可以通過調(diào)整Rf和R’來決定。
評(píng)論
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