一阶电路基础知识

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一阶电路基础知识

2024-06-19 16:07| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是一阶电路

    一阶电路(First-order circuit)是指由一个电感(L)或一个电容(C)和一个电阻(R)组成的电路。

    根据电感或电容的位置,一阶电路可以分为RC电路(电阻-电容)和RL电路(电阻-电感)。在RC电路中,电容器与电阻并联连接,形成电压响应;而在RL电路中,电感与电阻串联连接,形成电流响应。

    一阶电路常用于滤波、放大、时序控制等各种电子设备和系统中。通过调整电阻、电容或电感的数值,可以改变电路的频率响应、滞后/提前相位等特性,实现不同的功能和性能

一阶电路和二阶电路的区别

    一阶电路由一个电容或一个电感与一个电阻组成,而二阶电路则由两个电容或两个电感与一个电阻组成。二阶电路相比于一阶电路具有更多的元件和参数,因此结构上更为复杂。这种结构差异导致了一阶电路和二阶电路在频率响应和时域特性上的差异。

几阶电路

一阶二阶三阶,这是电路的一个专业名词。

几阶便是电源电路中几个储能技术元器件,电容器或是电感器,一个便是一阶,一个电容器加一个电感器便是二阶,2个电容器也是二阶。

一、高通滤波器=微分电路=RC串联电路

二、低通滤波器=积分电路=RC串联电路

高低通滤波器基本原理

   

    不管是高通还是低通滤波器其截止频率(转折频率)计算公式都为:f=1/(2πRC)

随着频率的增大,电容的阻抗趋近于0,而此时的信号频率称为转折频率f0;

当输入信号频率大于 f0 时,整个 RC 串联电路总的阻抗基本不变了,其大小等于 R1;

f0=1/(2π R1C1)

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    举一个具体的例子。电阻1000Ω电容1uf,计算出的截止频率为159.2HZ。也就是说,在高通滤波的情况下,159.2HZ频率以下的信号都会被滤掉,在低通滤波的情况下159.2HZ以上的频率都会被滤掉。

高通滤波器的工作原理:

    当频率低于f0的信号输入这一滤波器时,由于C1的容抗很大而受到阻止,输出减小,且频率愈低输出愈小。

    当频率高于f0的信号输入这一滤波器时,由于C1容抗已很小,故对信号无衰减作用,这样该滤波器具有让高频信号通过,阻止低频信号的作用。

高通滤波器除可以用元件外,还可以用LC构成。

低通滤波器的工作原理:

    当输入信号Vin中频率低于转折频率f0的信号加到电路中时,由于C的容抗很大而无分流作用,所以这一低频信号经R输出。

    当Vin中频率高于转折频率f0时,因C的容抗已很小,故通过R的高频信号由C分流到地而无输出,达到低通的目的。

低通滤波器除这种RC电路外,还可以是LC等电路形式。

三、RC并联电路

  RC 并联电路既可通过直流又可通过交流信号。单纯RC并联不能谐振,因为电阻不储能,LC并联是可以谐振的。RC并联电路如果串联在电路中有衰减低频信号的作用,也就是滤波的作用。

它和 RC 串联电路有着同样的转折频率:f0=1/(2πR1C1)。

当输入信号频率小于f0时,信号相对电路为直流,电路的总阻抗等于 R1;

当输入信号频率大于f0 时 C1 的容抗相对很小,总阻抗为电阻阻值并上电容容抗。

当频率高到一定程度后总阻抗为 0。

四、RC串并联电路

RC 串并联电路存在两个转折频率f01 和 f02:

  f01=1/2πR2C1, f02=1/2πC1*[R1*R2/(R1+R2)]

  当信号频率低于 f01 时,C1 相当于开路,该电路总阻抗为 R1+R2。

  当信号频率高于 f02 时,C1 相当于短路,此时电路总阻抗为 R1。

  当信号频率高于 f01 低于 f02 时,该电路总阻抗在 R1+R2 到R1之间变化。

五、RC串联接地电路

基本的RC吸收电路,主要是为了解决MOSFET开关的尖峰问题

电阻R 的最重要作用是产生阻尼,吸收电压尖峰的谐振能量,是功率器件。

电容C的作用并不是电压吸收,而是为R阻尼提供能量通道。

RC吸收并联MOS管上,C提供能量通道,C 的大小决定吸收程度,最终目的是使R形成功率吸收。



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