电路中设u入为一矩形脉冲电压, 其幅度为U=6V, 频率为1KHz, C=0.05uF, 试分别写出R=10K及R=1K时u出的波形的表达式
时间: 2023-08-31 15:41:03 浏览: 307
### 回答1:
当R=10K时,电路的截止频率为$f_c=\frac{1}{2\pi RC}=\frac{1}{2\pi \times 10\times 10^3 \times 0.05\times 10^{-6}}=318.3 Hz$,因此该电路是一个高通滤波器,只允许高于318.3 Hz的信号通过。
根据RC电路的传输函数公式,当输入为矩形波时,输出的波形可以表示为:
$$
u_{out}(t)=U\times(1-e^{-\frac{t}{RC}})
$$
带入具体数值得到:
$$
u_{out}(t)=6\times(1-e^{-\frac{t}{10\times 10^3\times 0.05\times 10^{-6}}})
$$
当R=1K时,电路的截止频率为$f_c=\frac{1}{2\pi RC}=\frac{1}{2\pi \times 1\times 10^3 \times 0.05\times 10^{-6}}=3183.1 Hz$,因此该电路是一个更加理想的高通滤波器。
同样地,带入公式得到:
$$
u_{out}(t)=6\times(1-e^{-\frac{t}{1\times 10^3\times 0.05\times 10^{-6}}})
$$
这两个波形的图像可以通过数值仿真软件进行绘制,或者通过示波器等实验仪器进行实际测量。
### 回答2:
当电路中的R=10K时,根据RC电路的特性,可以将电路视为一个低通滤波器。矩形脉冲电压经过该电路后,输出波形的表达式为:
u出(t) = U * (1 - exp(-t/(RC)))
其中,U为脉冲电压的幅度,t为时间,R为电阻值,C为电容值。
而当电路中的R=1K时,同样根据RC电路的特性,可以将电路视为一个高通滤波器。矩形脉冲电压经过该电路后,输出波形的表达式为:
u出(t) = U * exp(-t/(RC))
同样地,其中,U为脉冲电压的幅度,t为时间,R为电阻值,C为电容值。
需要注意的是,这两个波形的表达式都是近似解,实际电路中还会受到一些其他因素的影响,如电源的内阻等。因此,上述表达式只是简化推导,并不完全准确。实际情况需要考虑更多的因素。
### 回答3:
当电路中的R=10K时,根据RC电路的响应特性,当输入电压为矩形脉冲信号时,输出电压的波形会发生变化。对于RC电路,输出电压会随着时间的推移而趋于平稳状态。
根据RC电路的响应特性,波形的表达式可以用指数函数来表示。当输入电压为矩形脉冲信号时,输出电压的表达式为:
u出(t) = U * (1 - e^(-t/(RC)))
其中,U表示输入电压的幅度,t表示时间,R表示电阻的阻值,C表示电容的容值。
当R=10K时,将R=10K代入上述表达式,得到输出电压的波形表达式为:
u出(t) = 6 * (1 - e^(-t/(10K*0.05uF)))
当电路中的R=1K时,同样可以将R=1K代入上述表达式,得到输出电压的波形表达式为:
u出(t) = 6 * (1 - e^(-t/(1K*0.05uF)))
这两个表达式分别表示了R=10K和R=1K时输出电压随时间变化的趋势。
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