8.2RC波形变化电路

8.2.1

RC电路的瞬态过程8.2 RC波形变换电路（1）充电过程原理

①

开关S在B点，电容器C上没有电荷，vC=0。

瞬态过程是指电路从一个稳定状态变化到另一个稳定状态所经历的过程。

最大，R上的电压也最大，

。

②开关S由B合到A后，电源对电容C充电。因电容器两端的电压不能突变，开关拔动瞬间

vC=0

。充电电流

③

随着电容C上的电荷的积累，电压vC随之增大，而vR

随之下降，所以iC

也逐渐下降。

④

最后，vC=VG，vR=0，iC

=0，充电结束。8.2

RC波形变换电路

电容器的的充电速度与R和C的关系：电容C越大，vC上升就越慢；电阻R越大，vC上升就越慢。

时间常数：R和C的乘积称为RC电路的时间常数

。单位为s（秒）。充电时间可以用时间常数

来衡量，

大则慢，

小则快。（2）波形8.2

RC波形变换电路

2．RC电路的放电过程

③

随后，vC

按指数规律下降，iC

也随之下降。

④最后，vC

=

0，iC

=0，放电结束。

①开关S重新合到B点，电容器将通过电阻R放电。

②

开始瞬间，电容器两端的电压不能突变，vC=VG

。此时，放电电流最大iC。

8.2

RC波形变换电路

（2）波形放电时间可以用时间常数

来衡量，

大则慢，

小则快。

8.2

RC波形变换电路

1．电路组成8.2.2 RC微分电路

电路应具有如下条件：

（1）输出信号取自RC电路中电阻R的两端，即vO=vR。

（2）电路的时间常数

应远小于输入的矩形波脉冲宽度，即

tw。8.2

RC波形变换电路（1）当时t1<t2，vI=0，vO=0。

2．工作原理（2）在t1=t2的瞬间，vI由0

突变为Vm

，立即有充电电流通过R

和C。由于电容电压vC不能突变，此时vC=0，故vO=vI=Vm

，即输出电压由0跳为Vm

。（3）在t1~t2期间，输入电压vI保持Vm不变，由于时间常数

很小，所以电容C

被快速充电，vC上升很快。而输出电压vO=vI-vC迅速下降。在t=t2之前，vC很快到达Vm，而vO迅速下降为0，形成一个正的尖峰脉冲波。8.2

RC波形变换电路（4）在t=t2时，vI从Vm跳变到0，由于电容两端电压不能突变，vC仍为Vm。所以，vO=vI-vC=-Vm

。（5）在t2时刻以后，同样因为电路时间常数

很小，电容迅速放电，vO很快由-Vm上升到0，形成一个负的尖峰脉冲波。

3．电路特点微分电路能对输入脉冲起到“突出变化量，压低恒定量”的作用。8.2

RC波形变换电路8.2.3 RC积分电路电路应具有如下条件：

（1）输出信号取自RC电路中电容C的两端，即vO=vC

。

（2）电路的时间常数

应远大于输入的矩形波脉冲宽度tw，即

tw

。

1．电路组成8.2

RC波形变换电路

2．工作原理

（2）在t1~t2期间，输入电压vI保持Vm不变，电容C被充电，vC按指数规律上升。因为电路时间常数

很大，所以充电速度缓慢，vC可近似认为线性增长。

（3）在t=t2时，vI从Vm下跳变到0，相当于输入端短路，电容C通过R开始放电，输出电压下降，直到下一矩形脉冲到来。

（1）在t=t1时刻，vI由0跳变为Vm，由于电容电压vC不能突变，此时vC=0，故vO=vC=0。8.2

RC波形变换电路

积分电路能对输入脉冲起到“突出恒定量，压低变化量”的作用。

3．电路特点

4．积分电路的应用

（1）将矩形脉冲变换成近似的三角波。

（2）将上升沿、下降沿陡峭的矩形脉冲波变换成上升沿和下降沿较缓慢的矩形脉冲，使跳变部分“延缓”，也称为“积分延时”。

（3）从宽窄不同的脉冲串中，把宽脉冲选出来。8.2

RC波形变换电路

[例 8-1]

图示电路中，R=20k

，C=200pF，若输入f=10kHz的连续方波，问此电路是RC微分电路，还是一般的RC耦合电路？

再求方波的脉宽tw。因为方波脉宽为周期的一半，即

解

先求电路的时间常数

=RC=

由上面计算知，，这是微分电路。

8.2

RC波形变换电路

[例

8-2]

图示电路中，若C=0.