RC延時電路可以說是我們在電路設計中最常用的電路之一了,但是有很多工程師對這個RC延遲電路使用的還不是特別到位。今天我會在這篇短文中來把RC電路好好地總結一下,我將會首先說明RC延遲電路的公式是怎么來的,然后再給大家一些常用的對應列表,大家以后用的時候可以過來直接查,最后我會介紹常見應用。
1. RC延遲放電電路
首先介紹RC延遲放電電路,它相對更簡單一點。RC延遲電路的推導公式如下所示。它是由基爾霍夫的電流法所推導而來的。
RC延時電路的放電波形如下圖所示。在經過R×C時間以后,電壓會降到最初電壓值的37%。
上面把RC延遲電路的放電公式給推導出來了,但是在電路設計時,我們不能直接應用。如果每次應用都要計算的話,就太復雜了,所以我會把常用的公式給大家。如下圖所示。
從上圖我們可以看到,如果我們要將電壓降到最初電壓的5%,那么我們需要三倍的RC時間。如果我們要將電壓降到最初電壓的2%,那我們需要四倍的RC時間。而0.5倍的RC時間可以讓電壓降到最初電壓的60%。
2. RC充電延遲電路
充電延遲電路在電子設計中,可能要比放電延遲電路更加常用。我們經常會用RC延遲電路做一個上電時序的邏輯等等。好吧,不管怎么樣,我們還是按照同樣的步驟來吧。RC充電延遲電路的公式推導如下圖。
大家要把兩個打星號的公式稍微加深一下印象,因為后面會經常用到。
上電延遲的波形如下圖所示,我們大概需要R×C的時間來達到最終電壓的百分之63。
同樣的我會把公式所對應的各個RC的值和它對應的達到最終電壓的百分比的表格給列出來。
從上圖我們可以看到,我們只需要R×C的時間就可以達到最終電壓的63%,如果我們需要達到最終電壓的95%,那我們需要三倍的RC時間。
關于RC上電延遲電路,我有一個仿真。如下圖所示。可以看到仿真結果和理論結果是能對得上的。
好了,以上2點關于RC延遲電路的充電和放電就介紹完了。下面我會介紹關于RC電路的簡單應用。RC電路可以做數字信號的延遲。如下圖所示,我們在兩個CMOS 電路之間加一個RC可以做到延遲輸出,因為你知道CMOS電路是有一個vih和vil的,它會達到某一電平之后才會觸發(fā)高電平和低電平,我們可以利用這個特點和RC電路來做延遲。如下圖所示。
好了,關于RC延遲電路,我想已經介紹得差不多了。下面可以拿兩道練習題來練一練。
問題1.請說明為何RC充電電路中從10%~90%的時間,需要2.2RC的時間。解答如下圖:
問題2. 請畫出下圖電路中的輸出Vt波形圖,輸入vin為一個階躍信號, 使用戴維南定理。
?解答過程如下:
本篇文章主要講了RC延遲的充電和放電電路,我認為講得還是比較詳細的,關于RC延遲電路看這篇文章應該是足夠了。