RC-цепь — электрическая цепь , состоящая из конденсатора и резистора . Её можно рассматривать как делитель напряжения с одним из элементов, обладающих ёмкостным сопротивлением .

Интегрирующая RC-цепь

Если входной сигнал подаётся к ${\displaystyle V_{in}}$ , а выходной снимается с ${\displaystyle V_{c}}$ (см. рисунок), то такая цепь называется цепью интегрирующего типа.

Реакция цепи интегрирующего типа на единичное ступенчатое воздействие с амплитудой ${\displaystyle V}$ определяется следующей формулой :

${\displaystyle \!V_{c}(t)=V_{0}\left(1-e^{-t/RC}\right).}$

Таким образом, постоянная времени ${\displaystyle \tau }$ этого будет равна:

${\displaystyle \tau =RC.}$

Интегрирующие цепи пропускают постоянную составляющую сигнала, блокируя высокие частоты, то есть являются фильтрами нижних частот (ФНЧ). При этом чем больше постоянная времени ${\displaystyle \tau }$ , тем ниже частота среза ФНЧ. Это свойство используется во вторичных источниках питания в которых необходимо отфильтровать переменную составляющую пульсирующего напряжения после выпрямителя сетевого напряжения .

Интегрирующими свойствами обладает кабель из пары проводов, если волновое сопротивление кабеля много меньше внутреннего сопротивления источника сигнала (несогласованная нагрузка), поскольку любой провод имеет активное сопротивление, а пара идущих рядом проводов ещё и образуют конденсатор. При прохождении сигналов по такому кабелю, их высокочастотная составляющая может теряться, причём тем сильнее, чем больше длина кабеля.

Применения

• Простой интегратор
• Фазосдвигающая цепь
• Преобразователь широтно-импульсно модулированного (ШИМ) сигнала в аналоговый сигнал
• Фильтр нижних частот
• Линии задержки сигналов ^{[ источник не указан 3171 день ]}
• Формирование кратковременного уровня логического 0 или логической 1 для начальной установки состояния узлов цифровой техники ( триггеров , счётчиков и т. д.) при включении питания.

Дифференцирующая RC-цепь

Дифференцирующая RC-цепь образуется, если поменять местами резистор R и конденсатор С в интегрирующей цепи. При этом входной сигнал подаётся на конденсатор, а выходной сигнал снимается с резистора. Для постоянного напряжения конденсатор представляет собой разрыв цепи, то есть постоянная составляющая сигнала в цепи дифференцирующего типа будет блокирована. Такие цепи являются фильтрами верхних частот . И частота среза в них определяется той же постоянной времени ${\displaystyle \tau }$ . Чем больше ${\displaystyle \tau }$ , тем ниже частота, которая может быть без существенного ослабления пропущена через цепь.

Дифференцирующие цепи имеют ещё одну особенность. На выходе такой цепи один сигнал преобразуется в два последовательных скачка напряжения вверх и вниз относительно базового уровня с амплитудой, равной входному напряжению, если постоянная времени цепи мала. Базовый уровень задаётся либо положительным выводом источника питания, либо «землей», в зависимости от того, куда подключён резистор. Когда резистор подключён к источнику, амплитуда положительного выходного импульса будет в два раза выше напряжения питания. Этим пользуются для умножения напряжения, а также, в случае подключения резистора к «земле», для формирования двуполярного напряжения из имеющегося однополярного питания.

Применение

• Фильтр верхних частот

См. также

• LR-цепь
• LC-контур

Примечания

Для улучшения этой статьи по физике желательно : Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники , подтверждающие написанное . После исправления проблемы исключите её из списка. Удалите шаблон, если устранены все недостатки.