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RC串并联电路的最大输出电压为什么是Vin3(rc串联电路最大功率)

作者:投稿用户     更新时间:2025-11-09     热度:259
内容摘要:RC串并联电路的最大输出电压为什么是Vin3(rc串联电路最大功率)在上一节中,我们已经知道,RC震荡电路中经常会遇到的问题包括:1、为什么频率=f0的信号经过RC串并联电路之后,其输出=Vin/3;2、最终输出的信号为什么是频率=f0的信号,其他频率的信号去哪里了;RC串并联电路的最大输出电压为什么是Vin3(rc串联电路最大功率)3、为什么放

在上一节中,我们已经知道,RC震荡电路中经常会遇到的问题包括:

1、为什么频率=f0的信号经过RC串并联电路之后,其输出=Vin/3;

2、最终输出的信号为什么是频率=f0的信号,其他频率的信号去哪里了;

RC串并联电路的最大输出电压为什么是Vin3(rc串联电路最大功率)

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3、为什么放大倍数一开始要大于3倍,之后又减小至3倍。

问题解析:

1、为什么频率=f0的信号经过RC串并联电路之后,其输出=Vin/3?

在项目二的电容讲解视频中说过,电容在交流的条件下可根据Rc=1/2πfc计算出电容在交流环境中的等效容抗。而在RC串并联电路中,同样是根据以上的公式进行计算,最后会发现,当信号频率=电容的谐振频率时,我们的计算结果并不等于1/3,而是为1/5。其计算过程如下所示:

以上的计算过程其实没有问题,但是为什么最终结果是Vout=Vin/5,而不是实际的Vout=Vin/3。这个问题涉及到电容在高频环境中的“等效模型”。在解释以上问题之前,先讲解电容的等效模型,该模型如下图所示:

根据电容的等效模型可知,电容在实际中,并非是一个纯电容,其引脚中存在有寄生电阻以及寄生电感(注意,寄生电阻和寄生电感的值非常小)。

这时候再根据电容以及电感的等效阻抗计算公式Rc=1/2πfc、Rl=2πfL;根据以上两个公式可知,在电容值不变的条件下,电容的容抗与频率的大小成反比;而电感的感抗与频率成正比。则根据该规律,可知电容的电阻-频率特性如下所示:

而其中的最低点便是ESR,此时的频率值即是电容的谐振频率。这表明了,当信号频率等于电容的谐振频率时,电容的等效阻抗达到最小值,同时该值≈ESR。另外,该现象也解释了,为什么当频率小于谐振频率时,电容主要呈容性,而当频率大于谐振频率时,电容主要呈感性,这是由电容的寄生参数决定的。

而回到本期的主要问题上,现在令电容的等效模型与RC串并联电路相结合,其等效电路如下图所示:

根据上图可以知道,在等效图中,电容的ESR与10K电阻其实是一个串联状态,意思是指此时电容的ESR可以等效为10K+ESR,而同时,其谐振频率可等效为:f=1/2π(10K+ESR)c;这也就意味着,当信号频率等于谐振频率时,整个RC电路可等效为下图所示:

则根据上图可知,最终的分压结果就是等于实际中的1/3。

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