电磁兼容|RC电路

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RC电路（Resistor-Capacitor Circuit），即电阻-电容电路，是电子系统中的基础架构之一，广泛应用于信号处理、能量管理和时序控制等领域。它由电阻和电容两个基本元件组成，通过电阻的耗散特性与电容的储能特性协同工作，实现了多种功能。

一、RC电路的基本组成与特性

1. 基本组成

   RC电路由电阻（R）和电容（C）串联或并联而成。在串联电路中，电流通过电阻和电容；在并联电路中，电压同时加在电阻和电容上。

2. 时域响应与时间常数

   RC电路的阶跃响应遵循指数规律，其时间常数 τ=RC（其中R为电阻值，C为电容值）决定了系统的动态特性。时间常数表示电容充放电至初始值的63.2%或放电至36.8%所需的时间。当 t=5τ 时，充放电过程完成约99.3%。

3. 频域特性与传递函数

   RC电路在频域上表现为低通或高通滤波器，其传递函数决定了电路对不同频率信号的响应。低通滤波器的截止频率 fc​=2πRC1​，高通滤波器的截止频率也为该值，但具体实现方式（如串联或并联）不同。

二、RC电路在电子系统中的核心功能

1. 信号调理

   • 抗混叠滤波：在ADC（模数转换器）前端配置RC低通滤波器，抑制高于奈奎斯特频率的谐波成分，防止混叠现象。
   • 基线恢复：在光电探测器输出信号中，通过RC高通网络消除直流漂移，恢复信号基线。
   • 脉冲整形：利用RC电路对数字信号的上升沿进行优化，如I²C总线中的RC网络可以抑制过冲。</