RC一阶滤波电路研究

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1、RC—阶滤波赳路研咒摘要:滤波是信号处理屮的一个重要概念，允许一定频率范围内的信号成分正常通过而阻止另一部分频率成分通过的屯路，被称为经典滤波器或滤波电路。滤波电路一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及rti电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。一阶滤波电路是最简单的滤波电路之一,本题中电路起到滤去高频信鏗作用匚匚关键词：RC—阶滤波电路，EWB分析计算：基础的RC串联电路图cn/?电阻电压对输入电压的转移电压比:R_coRCR+丄=l+j腻C}coC求输出电压v0表达式心为Vsl与Vs2单独作用Z

2、和。Vs1Vs2V1二V2=———l+Rju)Cl+Rja)CU/2=0.0099(100-j9.9903)sin(2nl0t)+9.92*IO"3(l-j9.9903)sin(2tt*104t)(4)若做实验时，错将水与G的位置对调，求输出电斥心表达式y]_VslRjwC¥2-Vs2Rj3C1+RjcoC1+RjcoCU/2=(0.0989j+9.9881*100sin(2nl0t)+(0.99989+0.01j)sin(2n*104t)(5)若设计吋，将用的lkQ错算为1Q,求输出电压％表达式U/2二(1—j9.99*105)sin(

3、27il0t)+(0.9901-j0.09892)sin(2tt*104t)(6)若设计时，将&的1・59吓错算为1.59F,求输出电压心表达式U/2=(1O'W-j10-5)sin(2nl0t)+(10-16-j10-8)sin(2ir*104t)(7)令R1电阻左端节点电压为e运用止弦稳态分析方法，找出输出电压与输入信号之间的关系，分析这种关系如何受信号频率的影响，解释上而各种情形下电路中的现象，得出结论ViVo二2*—l+Rj3C输入信号由Vsl、Vs2两个信号叠加而成，以Vsl为轨迹做大周期止弦变化，Vs2做小周期正弦变化。输出信

4、号可分解为Vsl，(频率低)和Vs2'(频率高)两个正弦信号的叠加。Vs2'与Vs2相比振幅明显变小而周期不变,Vsl'与Vsl振幅周期均不变，高频率信号被过滤掉。仿真：(1)运用仿真软件画出5+人2的波形>1limebase

5、005s/diuXposition

6、0.00gM

7、B/ATriggerEdgeLevel■主J…I000自BExtChannelA

8、5WDiuYposition[jQ.CICI严0■ChannelB5V/DivYposition

9、0.00冃acoBHReduceReverseSave（3）运用仿真软件画出％，并说明

10、该电路的功能将输入信号分解为Vsl（低频）、Vs2（髙频），输出信号相应分解为VslVs2两者相比，Vs丫与Vs2相比振幅明显变小，其余不变，电路从信号屮过滤掉高频部分。■JOscilloscopeJllT10・0000sT27・1921nsT2-T12.3058nVVft21・3431VVW2-XZA1VB1VB2W2・W17・1921ns1.3408Vlimebaseg

11、

12、0・50mw/divXposition

13、0.00白m昭a<0TriggerEdge■二Mel[0.00Channel45WDivYposition

14、0.00AC

15、0Q3E3n□ChannelB5^7DiuYposition0.00自AC0Q3ReduceReverseSave(4)若做实验时，错将Ri与Ci的位置对调，求输岀电压％表达式■3OscilloscopeF1T10・0000sT2718.2233nsT2-T1VAI4.0835VVA24•I860U7魁NQW2W2・W1718.2233ms96.S842nVTimebase0.05s/diu]Xposition

16、0.00[miB/Aa

17、5WDiv

18、Yposition

19、000AC0DC□non2V/DivYposition

20、OOOAC0□non(5)若设计时，将心的lkQ错算为1Q,求输岀电压％表达式■3Oscilloscope

21、込

22、(6)若设计时，将Ci的1.59piF错算为1.59F,求输出电压心表达式■JOscilloscope

23、S3

24、■3Oscilloscope拓展：滤波电路尽可能减小脉动的直流电压屮的交流成分，保留英直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，于除杂抗干扰应用广泛。滤波电感电动势作用下整流二极管的导通角增大，可使Z接近兀，减小了二极管的冲击电流，延长

25、了整流二极管的寿命。根据频率滤波时，是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号,通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。当允许信号屮较高频率的成分通过滤波器时，这种滤波器叫做高通滤波器。当