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RC電路的時間常數的求法以及實現低通與高通的RC電路

CHANBAEK ? 來源:一言片嶼 ? 作者:鹿 ? 2023-04-17 14:18 ? 次閱讀

本期我們主要介紹RC電路的時間常數的求法

以及實現低通與高通的RC電路

01RC電路中時間常數τ

時間常數的定義

表示過渡反應時間過程的常數。在RC電路中,其值等于電阻R與電容C的乘積。即τ=RC,當R單位為Ω,電容單位為F的時候,τ的單位為s。

時間常數的求法

法1 可由定義求R和C后做乘積

法2 在電容電壓達最大值U0后,計算其電壓降為0.3679U0所需時間。在電容放電過程中,電容兩端電壓的表達式為:

poYBAGQ848yAJiC3AAACELbL4cs321.png

由上式可得,電容兩端電壓達到最大值的1/e時(約為0.3679倍)所用的時間即為時間常數τ,在實驗中可通過作電容電壓-時間圖或者圖表來尋找τ。

法3 在電容由零開始充電后,計算其電壓達到0.6321U0所需要時間。

在電容由零開始的充電過程中,電容兩端電壓表達式為:

poYBAGQ849OAYiLIAAACayLElIA352.png

由上式可得,電容兩端電壓達到最大值的1-1/e時(約為0.6321倍)所用的時間即為時間常數τ。同樣,在實驗中可通過作電容電壓-時間圖或者圖表來尋找τ。

02濾波器

一、RC低通濾波器

低頻率輸出高電壓,高頻率輸出低電壓,電路仿真圖如下

poYBAGQ85CaAUynSAAA1aswhP78449.png

其中XSC1為示波器,在Multisim14的右側工具欄可以找到

仿真參數設置截圖如下:

pYYBAGQ85C6ACNl4AAAkLriG_BI788.png

poYBAGQ85DeAMSHgAAAgG4eLZ_U536.png

頻率特性曲線如下

poYBAGQ85EOAE2S9AACB5jzpJ34912.png

二、RC高通濾波器

低頻率輸出低電壓,高頻率輸出高電壓,電路仿真圖如下:

pYYBAGQ85EyATAngAAAxccl3MT0392.png

仿真設置與上述RC低通濾波器一樣

頻率特性曲線如下:

poYBAGQ85FWABlepAACGgZuGH70416.png

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