RC电路的频率特性精讲

1、RC电路的频率特性 ME6200 PE Simon Li( 李洪濤) 2007/07/02 1 Presentation Title 问题导入问题导入 在我们的笔记本电路中经常看到电容和电感，它们的连接位置各不 相同，我们知道它一般是用来滤波的。让我们来回忆下大学学习过的原 理。 当电源的频率发生变化时电路中的电感和电容元件的阻抗会随之 改变。因此，即使保持输入电压或电流的幅值不变，电路中的电流和 电压也会随频率而发生变化。电路的频率特性是指在保持电源的电压 或电流幅值不变的条件下，电路中的电流和电压随频率变化的关系，也 称为电路的频率响应(frequency response)。 我们经常利

2、用电感和电容元件的阻抗随频率变化的特点组成滤波器 电路。滤波器的作用是让所需要的某些频率的输入信号顺利通过，而将 干扰信号加以抑制，使其难于到达输出端。 我们笔记本电脑中信号很多，频率变化频繁，所以滤波尤为重要。 2 Presentation Title 1.低通滤波电路低通滤波电路 ii R io + + Ui(jw) C Uo(jw) - - RC串联低通滤放电路串联低通滤放电路 RC串联低通滤波电路的电压增益为串联低通滤波电路的电压增益为 : Uo(jw) 1 T(jw)= = Ui(jw) 1+jwRC 这是典型惯性环节： 1 幅频特性： 相频特性： 1+(wRC)2 3 Presen

3、tation Title -arctan(wRC) 特性曲线特性曲线 T(jw) (w) 1 0 wc w 1/ 2 -4/ -2/ o wc w 幅频特性 相频特性 从幅频特性曲线可以看出，输入信号的频率越高，输出的幅值越小、说明这 是一个低频信号更易通过的滤波电路，因此称为低通滤波电路。 当输出电压的幅佰衰减到其最大值的1/2 时，负载获得的功率恰好降低到 最 大值的一半，称 wc为截止频率(cut off frequency)，可以认为频率高于截止频 率wc的信号对负载的作用效果已经很小。 wc=1/RC 结论：RC串联的低通滤波电路，其通频带为0wwc 4 Presentation T

4、itle 高通滤波电路高通滤波电路 c + + Ui(jw) R Uo(jw) - - 串联高通滤波电路的电压增益为：串联高通滤波电路的电压增益为： Uo(jw) jwRC 1 T(jw)= = = Ui(jw) 1+jwRC 1-j(1/(wRC) 其幅频特性： 1 相频特性： arctan(1/wRC) 1+(1/wRC)2 5 Presentation Title 特性曲线特性曲线 1 /2 1/2 /4 o wc w o wc w 幅频特性曲线 相频特性曲线 由曲线可知这是一个高频信号较易通过低频信号被衰减的高通滤波电 路。其截止频率 wc=1/(RC) 其通频带为 1/(RC)w P

5、resentation Title 6 带通滤波器带通滤波器 R C + + Ui(jw) R C Uo(jw) _ _ 1 T(jw)= 3+j(wRC-1/(wRC) 1 wRC-1/(wRC) 幅频特性 32 +(wRC-1/(wRC)2 3 7 Presentation Title 相频特性 -arctan 特性曲线特性曲线 /2 1/3 1/32 w0 w 0 - /2 0 w1 w0 w2 w 幅频特性曲线 相频特性曲线 在w=w0=1/(RC)时，输出电压幅值达到最大，为输入电压值的13，且输出 电压与输入电压同相。幅频特性曲线上，最大值的1/2时所对应的两个频 率w1和w2之间的频率范围，即是带通滤波器的通频带。 通频带宽度：w2-w1 8 Presentation Title 补充补充 我们把开环系统的频率响应表达为： j(w) W(w)=A(w).e 典型环节共七种： 放大环节