RC电路的应用研究毕业论文x.docx

本科毕业设计论文题目： RC电路的应用研究 姓 名： 学 号：2010341242院（系、部）：物理与电子工程学院专 业：自动化班 级：2010级2班指导教师： 完成时间： 2014 年 4 月摘 要电阻和电容的不同组合方式构成了不同的RC电路，从而表现出了复杂的动力学行为，被很多电路应用，例如脉冲数字电路、模拟电路中。由于电路可以选择不同的形式、信号源和电容电阻原件参数，因此可以实现多种功能。本文分析了积分电路、微分电路、滤波电路、耦合电路、RC相移电路及脉冲分压电路的原理及工作方式。从中可以看出由于电容电阻的输出输入关系的变化、取值不同以及处理波形的差异，其伏安特性也将不同。RC电路主要作为信号传输的一种电路，在不同的情况下能够实现电路的滤波、相移 、耦合等功能，而且当阶跃电压发挥功能时还能实现波形的产生、转换等。另外本文在时域和频域分析方面进行理论对比，找出区别与联系，建立统一认识。关键词：RC电路；脉冲数字电路；模拟电路；信号传输AbstractThe different combinations of resistance and capacitance constitute the different RC circuit. So it has a complex dynamical behavior and is widely used in all kinds of circuit, for example the pulse digital circuit and analog circuit. Due to the different of circuits form and signal source and the parameter of the capacitance or resistance make up the various application forms of the RC circuit. This paper analyzes the Integral circuit and differential circuit, filter circuit, coupling circuit and RC phase-shift circuit and pulse pressure circuits principle and way of working . And we can find that because the change of the relationship between the capacitance and resistances output or input relationship and dealing with the waveform, Its volt-ampere characteristics will be different. RC circuit mainly as a kind of signal transmission circuit, It can achieve filtering, phase shift, coupling, and other functions in different situations. And it will realize the waveforms production and conversion, etc when the step voltage working. And this paper will proceed comparison of theory in time domain and frequency domain, finding out the differences and relations, establish a unified understanding. Keywords: RC circuit; Pulse digital circuit; Analog circuit; The signal transmission目 录前 言11 RC微分电路11.1 RC微分电路的定义11.2 RC微分电路的工作过程21.3 RC微分电路的应用32 RC耦合电路32.1 耦合及其RC耦合电路的概念32.2 RC耦合电路的运行变化分析42.3 RC耦合两极放大电路53 RC积分电路63.1 基本RC积分电路及其原理63.2 RC积分电路的特性73.3 RC积分电路的应用研究84 RC滤波电路（无源）84.1 RC无源滤波电路及其工作原理84.2 RC无源滤波电路的工作特征94.3 RC低通滤波电路的应用94.4 RC高通滤波电路的应用95 RC脉冲分压器95.1 RC脉冲分压器的构成95.2 RC脉冲分压器的运行105.3 RC脉冲分压器的应用11结 论12参 考 文 献13谢 辞14III前 言二十一世纪随着电子科学技术的发展，电路学在实际生活当中的应用越来越广泛，而RC电路作为其中的一个重要分支，对它的应用研究也极为重要。电容C和电阻R的不同组合构成了不同的RC电路起到了不同的作用。并且在模拟及脉冲数字电路中得到了广泛的应用，因为电路的信号源和形式以及R，C元件参数的不同，因此构成了RC电路的多种应用形式，如耦合电路、滤波电路、积分电路、微分电路及脉冲分压电路。通常情况下RC电路主要用于信号传输，能够实现电路的耦合、相移、滤波等功能。在今天电子电路分析可以用计算机来完成，它可以代替我们完成电路的原理图输入和分析仿真的工作，在工程技术界和教育界应用非常广泛。最后可以确信地说对RC电路的研究是非常有意义的。1 RC微分电路1.1 RC微分电路的定义输出信号与输入信号的微分成正比的电路，称为微分电路。微分电路能够把矩形波转换成尖脉冲波，这个电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，就是说只有当输入波形发生突变的瞬间才会产生输出波形。而恒定部分就没有输出。输出尖脉冲的波形宽度与RC（=RC即电路的时间常数）有关。RC越小，尖脉冲波形越尖，反之越宽。这个电路的RC必须远远小于输入波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用，变成一般的RC耦合电路了，平常RC小于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。使输出电压与输入电压的时间变化率成正比。最简单的微分电路就是由电阻器R和电容器C组成的，电路结构如图1-1。电容C和电阻R串联后引入输入信号V1，在电阻R端会产生输出信号V0，当RC的数值和输入方波的宽度tw两者之间能够满足RCtw，这种电路便被称作是微分电路3。图1-1 RC微分电路1.2 RC微分电路的工作过程在电阻R两端(输出端)得到正、负相间的尖脉冲，并且产生在方波的下降沿和上升沿，如图1-2所示。微分电路的工作在t=t1时，VI由0Vm，因为电容C上的电压是不能突变的(不能及时充电，VC=0，相当于短路)，输入端电压VI全降在了电阻R之上，即VO= VI = VR =Vm 。之后（tt1），电容C两端的电压按照指数规律讯速充电飙升，输出端的电压随之按指数规律下降(因为VO= Vm-VC = VI-VC)，经过大概3(=R C)之后，VCVm，VO，(RC)的值越小，此过程越快，输出的正脉冲越窄。t=t2的时候，VI由Vm0，相当于输入端被短路了，电容C原来充有左正右负的电压Vm，开始按照指数规律由电阻R放电，刚刚开始时，电容C不能及时放电，它的左端(正电)接地 ，因此VO=-Vm，随后VO随着电容的放电也按指数规律快速减小，同样经过大约3之后，放电完毕，输出了一个负脉冲。只要脉冲的宽度tW(510)，在tw的时间之内，电容C已经完成放电或充电 (约需3)，输出端也就可以输出正负尖脉冲，才可以变为微分电路，因此电路充放电的时间常数必须满足：，（）（）时，出现了过补偿现象7；图-导出的不同波形但是，任何信号源都有它自身一定量的内阻，和一些电路的需求，一般情况下我们会采用过补偿的办法，比如电视信号里，为了突显传送图像的轮廓，采取勾边电路，就是通过加大C1的取值。5.3 RC脉冲分压器的应用在低频放大器中，信号的衰减常用电阻分压器来实现；在脉冲电路中，若采用电阻分压器，由于存在分布电容和负载电容(统称寄生电容)，传输脉冲信号就会产生失真。最好的办法就是采用脉冲分压器如图-2，它的特点是R1两端并联一补偿电容C1，C1的最佳状态为C1=(R2/R1) C0。C1要适当：过小，欠补偿；过大，过补偿。结 论通过以上分析可以知道，电路在现实当中有着广泛的应用，研究它具有极其重要的意义。RC电路由简单的电容电阻的组合却能产生相当复杂的功能和现象，所涉及的概念和分析方法对于RC电路的时域和频域分析具有重要的意义，论文运用理论和实践应用相结合的方法对其进行研究，进而更深刻的理解它的重要性，达到灵活使用RC电路的结果。探索它在模拟电路和脉冲数字电路中的广泛应用。参 考 文 献1伍松乐RC电路的应用J.陕西:现代电子技术,20042乜国荃.RC电路及应用J.青海:青海师专学报杂志社.20053邱关源,罗先觉.电路M.北京:高等教育出版社,20064夏德钤,翁贻方.自动控制理论M.北京:机械工业出版社,20075中国电子学会. 2000/2001传感器与执行器大全M.北京:电子工业出版社,20016康华光.电子技术基础（模拟部分）M.北京: 高等教育出版社,2009 7苏杨.波形松弛方法在RC电路中的应用D.湖北: 华中科技大学,2012 谢 辞通过一段时间的紧张忙碌，本次论文的设计已然接近尾声。首先要感谢我的毕业设计指导老师赵双义老师，本设计是在赵老师的悉心指导下完成的。在最初，赵老师就为我制定了周密而科学的任务安排。在赵