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《电子电路与系统基础实验》 实验八 RC 电路的特性与应用
实验题目:RC 电路的特性与应用
姓名:林霁澜
学号:2014011144
日期:2015.11.03
第1 页
《电子电路与系统基础实验》 实验八 RC 电路的特性与应用
一、 实验目的
(1) 通过实验,掌握RC 电路的时域特性和频域特性,以及它们之间的关系,为今后的具体应用打下基
础。
(2) 初步了解RC 电路的简单应用。
二、 实验电路图及其说明
本实验需研究RC 电路的时域特性和频域特性,研究时域特性主要是研究RC 电路
的暂态响应特性,亦即研究其零输入和零状态响应特性;研究频域特性就是研究其幅频
特性和相频特性。
(1)一阶RC 低通电路
① 一阶RC 电路的暂态响应
如图,输入电压 vi 为高电平为Vm 、低电平为0 的方波电压,其信号的半周期 远大于电路的
时间常数τ=RC,则输出电压v 的波形应如下图:
o
在t =t 时刻,输入电压v 从0 跳变到 V ,它通过电阻R 给电容C 充电,输出电压(亦即电
0 i m
容上的电压) vo 指数上升(充电电流指数下降)。当充电时间大于 5τ之后充电电流接近为 0,vo
≈Vm ,可以认为电容充电结束,电路达到稳态。所以, RC 电路对输入电压上升沿的响应就是电
路的零状态响应。
类似地,在t =t 时刻,输入电压v 从V 跳变到0,电容C 通过电阻 R 放电,输出电压v 指
1 i m o
数下降。当放电时间大于 5τ 之后电容放电基本结束,v ≈0,电路达到稳态。所以,RC 电路对输
o
入电压下降沿的响应就是电路的零输入响应。
第2 页
《电子电路与系统基础实验》 实验八 RC 电路的特性与应用
② 一阶RC 电路的频率响应
上图所示的一阶RC 低通电路,实际上也就是阻容分压电路。当频率很低时,电容的容抗很大,
输出电压近似等于输入电压。随着频率的不断提高,电容的容抗随之减小,输出电压幅度不断下降,
相移的值也随之加大。当频率足够高时,输出电压趋近为 0,相移接近-90°。通常将输出电压幅
度等于输入电压幅度的1/ 2时的频率称为上限截止频率 f ,理论分析可得 f =1/(2πRC)。由于此电
√ H H
路具有允许低频信号通过,抑制高频信号传输的特性,所以称低通电路。
(2)一阶RC 高通电路
如图所示电路为一阶RC 高通电路,与低通电路类似的分析可知,该电路具有阻止低频信号通
过,允许高频信号传输到输出端的特性,所以称为高通电路。类似地将输出电压幅度等于输入电压
幅度的1/ 2时的频率称为下限截止频率f ,理论分析可得 f =1/(2πRC)。
√
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