RC电路（电阻和电容联合"构建”的电路）是一种由电阻器和电容器按照一定的方式连接并交流电源组合的一种简单功能电路，我们先来了解一下RC电路的结构形式，接下来再结合具体的电路单元弄清楚该电路的功能特点。

3.3.1基本RC电路

RC电路( 电阻和电容联合“构建”的电路)是 一种由电阻器和电容器按照一定的方式连接并与交流 电源组合的一种简单功能电路。下面我们先来了解一 下 RC电路的结构形式， 接下来再结合 具体的电路单 元弄清楚该电路的功能特点。

根据不同的应用场合和功能，RC电路通常有两种结构形式；一种是RC串联电路，另一种是RC并连电路如图3-20所示。

（1）RC串联电路的特征

电阻器和电容器串联连接后构建的电路称为RC串联电路，该电路多与交流电源连接，如图3-21所示。

在RC串联电路中的电流引起了电容器和电阻器上电压降，这些电压降与电路中电流及各自的电阻值或容抗值成比例，电阻器电压UR和电容器电压Uc用欧姆定律表示为（Xc为容抗）；UR=IR，UC=IXC

【提示说明】

在纯电容电路中，电压和电流相互之间的相位差为90°。在纯电阻电路中，电压和电流的相位相同。在同时包含电阻和电容的电路中，电压和电流之间的相位差在0°和90°之间。

当RC串联电路连接于一个交流电源时，电压和电流的相位差在0～90°之间。相位差的大小取决于电阻和电容的比例，相位差均用角度表示。

（2）RC并连电路的特征

电阻器和电容器并连接于交流电源的组合称为RC并联电路，如图3-22所示，与所有并联电路相似，在RC并联电路中，电压U直接加在各个支路上，因此各支路的电压相等，都等于电源电压，即U=UR=UC，并且三者之间的相位相同。

3.3.2 基本LC电路

LC电路是由电感器和电容器按照一定的方式进行连接的一种功能电路，下面我们先来了解一下LC电路的结构形式，接下来再结合具体的电路单元弄清楚该电路的功能特点。

由电容器和电感器组成的串联或并联电路中，感抗和容相等时，电路成为谐振状态，该电路称为LC谐振电路。LC谐振电路又可分为LC串联谐振电路和LC并联谐振电路两种，如图3-23所示。

（1）LC串联谐振电路的特点

在串联谐振电路中，当信号接近特定的频率时，电路中的电流达到最大，这个频率称为谐振频率。

图3-24为不同频率信号通过LC串联谐振电路的效果示意图。由图可知，当输入信号经过LC串联电路时，根据电感器和电容器的特性，信号频率越高电感的阻抗越大，而电容的阻抗则越小，阻抗大则对信号的衰减大，频率较高的信号通过电感会衰减很大，而直流信号则无法通过电容器。当输入信号的频率等于LC谐振的频率时，LC串联电路的阻抗最小，此频率的信号很容易通过电容器和电感器输出。由此可看出，LC串联谐振电路可起到选频的作用。

（2）LC并联谐振电路的特点

在LC并联谐振电路中，如果线圈中的电流电容的电流相等，则电路就达到了并联谐振状态。图3-25为不同频率的信号通过LC并联谐振谐振电路时的效果示意图，当输入信号经过LC并联谐振电路时，同样根据电感器和电容器的阻抗特性，较高频率的信号则容易通过电容器到达输出端，较低频率的流信号则容易通过电感器到达输出端。由于LC回路在谐振频率f0处的阻抗最大，谐振频率点的信号不能通过LC并联的振荡电路。

（3）RLC电路的特点

RLC 电路是由电阻器，电感器和电容器构成的电路单元。由前文可知，在LC电路中，电感器和电容器都有一定的电阻值，如果电阻值相对于电感的感抗或电容的容抗很小时，往往会被忽略，而在某些高频电路中，电感器和电容器的阻值相对较大，就不能忽略，原来的LC电路就变成了RLC电路，如图3-26所示。

3.3.3 基本放大电路

基本放大电路时是电子电路中的基本单元电路，为了满足电路中不同元器件对信号幅度以及电流的要求，需要对电路中的信号，电流等进行放大，用来确保设备的正常工作，在这个过程中，完成对信号放大的电路被称为放大电路，而基本放大电路的核心元器件为三极管。

三极管主要由NPN型和PNP型两种。有这两种三极管构成的基本放大电路各有三种，即共射极（e）放大电路，共集电极（c）放大电路和共基极（b）放大电路。

（1）共射极放大电路

共射极放大电路是指三极管的发射极（e）作为输入信号和输出信号的公共接地端的电路。它最大特点是具有较高的电压增益，但由于输出阻抗比较高，这种电路的负载能力较低，不能直接驱动扬声器等器件。

图3-27为共射极（e）放大电路的结构，该电路主要由三极管，电阻器和耦合电容器构成。

【提示说明】

NPN型与PNP型三极管放大器额最大不同之处在与供电电源；采用PNP型三极管的放大电路，供电电源是正电源送入三极管的集电极（c）；采用PNP型三极管的放大电路，供电电源是负电源送入三极管的集电极（c）

三极管VT是这一电路的核心部件，主要起到对信号放大的作用；电路中偏置电阻Rb1和 Rb2通过电源给VT基极（b）供电；电阻Rc是通过电源给VT电极（c）供电；两个电容C1，C2都是起到通交流隔直流的作用；电阻RL则是承载输出信号的负载电阻。

输入信号加到三极管基极（b）和发射极（e）之间，而输出信号取自三极管的集电极（c）和发射极（e）之间，由此可见发射极（e）为输入信号和输出信号的公共端，因而称共射极（e）三极管放大电路。

（2）共集电极放大电路

共集电极放大电路是从发射极输出信号的，信号波形与相位基本与输入相同，因而又称极输出器或射极跟随器，简称射随器，常作为缓冲放大器使用。

共集电极的功能和组成器件与共射极放大电路基本相同，不同之处有两点；其一是将集电极电阻Rc移动到了发射极（用Re表示），其二是输出信号不再取自集电极而是取自发射极。

图3-28为共集电极放大电路的结构。两个偏置电阻Rb1和Rb2是通过电源给三极管基极（b）供电；Re是三级管发射极（e）的负载电阻；两个电容都是起到通过交流隔直流作用的耦合电容；两个电容都是起到通过交流隔直流作用的耦合电容；电阻RL则是负载电阻。

由于三极管放大电路的供电电源的内阻很小，对于交流信号来说正负极相当于短路。交流低等效于电源，也就是说三级管集电极（c）相等于接地。输入信号相等于加载到三极管基极（b）和集电极（c）之间，输出信号取自三极管的发射极（e）也就相当于取自三极管（e）和集电极（c）之间，因此集电极（c）为输入信号和输出信号的公共端。

【提示说明】

共射极放大电路与共发射极放大电路一样，NPN型与PNP型晶体管放大器的最大不同之处也是供电电源的极性不同。

（3）共基极放大电路

在共基极放大电路中，信号由发射极（e）输入，由晶体管放大后由集电极（e）输出，输出信号与输入信号相位相同。它的最大特点是频带款，常用作晶体管频带电压放大器。

共基极放大电路的功能与射极放大电路基本相同，其结构特点是将输入信号是加载晶体管发射极（e）和基极（b）之间，由此可见基极（b）为输入信号和输出信号的公共端，因而该电路称为共基极（b）放大电路。

图3-29为共基极放大电路的基本结构，从图中可以看出，该电路主要是由三极管VT，电阻器RB1，RB2，Rc，RL和耦合器电容C1，C2组成。

【提示说明】

共发射极，共集电极和共基极放大电路是单管放大器中三种是基本的单元电路，所有其他放大电路都可以看成是它们的变形组合，所以掌握这三种基本单元电路的性质是非常必要的。

电路中的四个电阻都是为了建立静态工作点而设置的，其中RC还兼具集电极（c）的负载电阻；电阻RL是负载端的电阻。两个电容C1和C2都是起到通交流隔直流作用的耦合电容；去耦电容Cb是为了是基极（b）的交流直接接地，起到去耦合的作用，即起消除交流负反馈的作用。

3.3.4 遥控电路

遥控电路是一种远距离操作控制电路，在设置有遥控电路的电子产品就不必近距离操作控制面板，只要使用遥控设备（如遥控器，红外发射器等）就能对电子产品进行远距离控制，十分方面。

遥控电路采用无线，非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等特点，在空调器电路有十分重要的应用，该电路根据功能划分可分为遥控发射电路和遥控接收电路两部分。

（1）遥控发射电路

遥控发射电路（红外发射电路）是采用红外光二极管来发经过调制的红外光波，其电路结构多种多样，电路工作频率也可根据具体的应用条件而定。遥控信号有两种制似，一种是非编码形式，常应用于多功能遥控系统中。

电子产品中，常用红外发光二极管来发射红外光信号，常用的红外发光二极管来发射红外光信号。常用的红发光二极管的外形与LED发光二极管相似，但LED发光二极管发射的光是可见的，而红外发光二极管的光是不见光。

图3-30为红外发光二极管基本工资电路，图中的三极管VT1作为开光管使用，当在三极管的基极加上驱动信号时，晶体三极管VT1也随之饱和导通，接在集电极回路上的红外光二极管VD1也随之导通工作，向外发出红外光（近红外光，其波长约为0.93μm）。红外发光二极管的压降约1.4V，工作电流一般小于20mA，为了适应不同的工作电压，红外发光二极管的回路中常窜有限流电阻R2控制其工作电流。

图3-31为编码式遥控发射电路。该电路是由遥控键盘矩阵电路，M5011op调制编码集成电路及放大驱动电路三部分组成。

该电路的核心是ICO1对输入的人工指令信号进行识别，编码，通过！5脚输出遥控指令信号，经Q01,Q02放大后去驱动红外发光二极管D01～D03，发射出遥控（红外光）信号。

（2）遥控接收电路

遥控发射电路发射出的红外光信号，需要特定的电路接收，才能达到信号远距离传输，控制的目的，因此电子产品上必定会设置遥控接收电路，组成一个完整的遥控电路系统。遥控接收电路通常由红外接收二极管，放大，滤波和整体等电路组成，它们将控制发射电路送来的红外光接收下来，并转换为相应的电信号，再经过放大，滤波，整形后，送到相关控制电路中。

图3-32为典型遥控接收电路。该电路主要是由运算放大器ICI和锁相环集成电路IC2为主构成的。锁相环集成电路外接由R3和c7组成具有固定频率的振荡器，其频率与发射电路的频率相同，C5与C6为滤波电容。

遥控发射电路发射出的红外光信号由红外接收二极管D01接收，并转变为电脉冲信号，该信号经IC1集成运算放大器进行放大，输入到锁相环电路IC2。由于IC1输出信号的振荡频率与锁相环电路IC2的振荡频率相同，IC2的⑧脚输出高电平，此时使三极管Q01导通，继电器k1吸合，其触点可作为开关去控制被控负载。平时没有红外信号光发射时，IC2的第⑧电脚为低电平，Q01处于截止状态，继电器不会工作。这是一种具有单一功能的遥控电路。

3.3.5 整流电路

整流电路是指将交流电变换成直流电的功能电路。由于半导体二极管具有单向导电性，因此可以利用二极管组成整流电路，将交流电变成单向脉动电压，即将交流电变成直流电。二极管式整流电路中的关键元器件。

再常见电子电路中，常见的整流电路由半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。

（1）半波整流电路

纯电阻负载的半波整流电路如图3-33所示，图中T为电源变压器，VD为整流二极管，RL代表所需要直流电源的负载。

图3-33半波整流电路

在变压器次级电压u2为正（极性如图所示）的半个周期（称正半周）内，二极管正向偏置导通。电流经过二极管流向负载，在RL上得到一个极性为上正下负的电压，而在u2为负半周时，二极管处于反向偏置而截至（断路），电流基本上等于零，所以在负载电阻RL两端得到的电压极性也是单反向的。

由图可见，由于二极管的单向导作用，使变压器次级交流电压变换负载的单向脉动电压，从而实现了整流。由于这种电路只在电压的半个周期内才有电流过负载，故称半波整流。

（2）全波整流电路的结构和工作原理

全波整流电路是在半波整流电路的基础上加以改进而得到的。它是利用具有中心抽头的变压器与两个二极管配合，而且二者流过RL的电流保持同一方向，丛而使正，负半周在负载上均有输出电压。

图3-34所示是具有纯电阻负载的全波整流原理电路，图中变压器T两级电压大小相等，方向如图中所示。当u2的极性为上正下负(即正半周)时，VDI 导通，VD2截止，iDI 流过RL,在负载上得到的输出 电压极性为.上正下负;为负半周时，u2的极性与图示 相反。此时VD1截止，VD2导通。由图可以看出， iD2流过RL时产生的电压极性与正半周时相同，因此在负载RL上便得到一-个单方向的脉冲电压。

（3）桥式整流电路的结构和工作原理

桥式整流的原理如图3-35所示。电流如水流，当图3-35（a）中送来水的反向上入下出的情况时 (上为高压方)，图示的两个闸门打开，另两个闸门 关闭，水流使水车正向旋转。而当送来水的方向变成 下入(高压方)上出时，如图3-35(b) 所示，原来 打开的闸门]关闭了，原来关闭的闸门打开了，推动水 车转动的水的流向不变。这就是一个桥式闸控制的水系，送入的水流是变化的，但送出的水流方向是恒 定不变的，利用上述原理构成的桥式整流电路原理图 如图3-35 (c)所示，输入、输出波形如图3-35 (d ) 所示。

②桥式整流电路的结构

图3-36(a)是桥式整流电路原理图的常用画 法。 ,由图可见，变压器的次级只有一-组线圈。但用四 只二极管互相接成桥式形式，故称为桥式整流电路。 图3-36 (b)所示是其简化画法。

整流过程中，四个二极管两两轮流导通，正负半 周内都有电流流过RL。例如，周内都有电流流过R。例如，当u2为正半周时(如整

图中所示极性)，二极管VD1和VD3因加正向电压而 导通，VD2和VD4因加反向电压而截止。电流i1 (如 图中实线所示) 从变压器+端出发流经二极管VD1、 负载电阻RL和二极管VD3，最后流入变压器-端，并 在负载RL上产生电压降u0。’; 反之，当u2为负半周时, 二极管VD2、VD4因加正向电压导通，而_二极管VD1 和VD3因加反向电压而截止，电流i 2(如图中虚线所示 ， 流经VD2、RL和VD4，并同样在RL上产生电压 降u0" 由于i1和i2流过RL的电流方向是一致的，所 以RL上的电压u0为两者的和，即u0=u0"+uo” 。

桥式整流电路的输出直流电压为: .

Uo=0.9U2

而二极管反向峰值电压是全波整流电路的一半，即：

3.3.6滤波电路

无论哪种整流电路，它们的输出电压都含有较大 的脉动成分。为了减少这种脉动成分，在整流后都要 加_上滤波电路。所谓滤波就是滤掉输出电压中的脉动 成分，而尽量使输出趋近直流成分，使输出接近理想 的直流电压。 常用的滤波元器件有电容器和电感器。下面分别 简单介绍电容滤波电路和电感滤波电路。

(1)电容滤波电路

电容器(平滑滤波电容器)应用在直流电源电路 中构成平滑滤波电路。图3-37所示为没有平滑电容器 的电源电路。可以看到，交流电压变成直流后电压很 不稳定，呈半个正弦波形，拨动很大。图3-38所示为 加入平滑滤波电容器的电源电路。由于平滑滤波电容 器的加入，特别是由电容的充放电特性，使电路中原本不稳定、波动比较大的直流电压变得比较稳定、平 滑。

(2)电感滤波电路.

电感滤波电路如图3-39所示。由于电感的直流电 阻很小，交流阻抗却很大，有阻碍电流变化的特性， 因此直流分量经过电感后基本上没有损失，但对于交 流分量，将在L_上产生压降，从而降低输出电压中的 脉动成分。显然，L越大，RL 越小，滤波效果越好， 所以电感滤波适合于负载电流较大的场合。

(3) LC滤波电路

为了进一步改善滤波效果，可采用LC滤波电 路，即在电感滤波的基础.上，再在负载电阻RL上并 联一个电容器，LC滤波电路如图3- 40所示

3.3.7稳压电路

稳压电路是指将直流电源变得更加稳定的电路。 在采用变压器降压，然后再整流滤波形成低压直流的 电源电路中，如图3-41所示，这种方式结构简单，成 本低。整流滤波电路的输出电压不够稳定,波纹较大。 主要存在两方面的问题:第一，由于变压器次级电压。 直接与电网电压有关，当电网电压波动时必然引起次 级电压波动，进而使整流滤波电路的输出不稳定;第 级电压波动，进而使整流滤波电路的输出不稳定;第 二，由于整流滤波电路总存在内阻，当负载电流发生 变化时，在内阻上的电压也发生变化，因而使负载得到的电压(即输出电压)不稳定。为了提供更加稳定的直流电源，需要在整流滤波后面加上一个稳定电路。

常用的稳压电路主要有稳压管稳压电路和串联型 稳压电路。

( 1 )稳压管稳压电路

最简单的稳压电路是稳压管稳压电路，如图3-42 所示。图中U;为整流滤波后所得到的直流电压，稳压 管VD与负载RL并联。这种二极管当两端所加的反向 电压达到一定的值时，二极管会出现反向击穿，且保 持一个恒定的压降，稳压管正是利用这种特性进行工 作的。值得说明的是，该二极管反向击穿时，并不会 损坏。由于稳压二极管承担稳压工作时，应反向连接， 因此稳压管的正极应接到输入电压的负端。

但是，这种稳定电路存在两缺点；其一是当电网电压和负载电流的变化过大时，电路不能适应；其二是输出电压U不能调节。为了改进以上缺点，可 以采用串联型稳压电路。

(2)串联型稳压电路

①串联型稳压电路的基本形式

所谓串联型稳压电路，就是在输入直流电压和负 载之间串入一个三极管。其作用就是当U1;或RL发生 变化引起输出电压U0变化时，通过某种反馈形式使 三极管的UO变化时，通过某种反馈形式使三极管的uce也随之变化。从而调整输出电压U0，以 保持输出电压基本稳定 由于串入的三极管是起调整 作用的，故称为调整管。

图3-43 (a)所示是基本的调整管稳压电路，图 中的三极管VT为调整管。为了分析其稳压原理，将 图3-43 (a)的电路改画成图3-43 (b)的形式，这时 我们可清楚地看到， 它实质上是在图3-42的基础 上再 加上射极跟随器而组成的。根据电路的特点可知， U0和Uz是跟随关系，因此只要稳压管的电压Uz保持 稳定，则当Ui和LL在一-定的范围内变化时，uo 也能基 本稳定。与图3-42电路相比，加了跟随器后的突出特 点是带负载的能力加强了。

②具有放大环节的串联型稳压电路

图3-44所示电路虽然扩大了负载电流的变化范 围，但是我们从图中可以看出，由于U0= Uz-UBE, 带来输出电压的稳定性比不加调整管还差一些。另一 方面，输出电压仍然不能连续调节。改进的方法是在 稳压电路中引入放大环节，如图3-43所示。图中VT1 为调整管，VT2为误差放大管，Rc2是VT2的集电极 负载电阻。放大管的作用是将稳压电路的输出电压的 变化量先放大，然后再送到调整管的基极。这样只要 输出电压有一点微小的变化，就能引起调整管的管压 降产生比较大的变化，因此提高了输出电压的稳定性。 放大管的放大倍数愈大，则输出电压的稳定性愈好。 而R1、R2和R3组成分压器，用于对输出电压进行取 样，故称为取样电阻。其中R2是可调电阻。稳压管 VDZ提供基准电压。从R2取出的取样电压加到VT2的 基极，VT2的发射极接到稳压管VDZ上，VDZ为发射 极提供一个稳定的基准电压。当基极电压变化时，其 集电极的电流也会随之变化，从而使调整管VT1基极 电压发生变化，自动稳定发射极的输出电压，起到稳 压的作用。电阻R的作用是保证VD2有-一个合适的工 作电流，使VDZ处于稳压工作状态。

（3） 集成稳定电路（三端稳压器）

所谓集成稳压器是指把调整管、比较放大器和基 准电源等做在一块硅片内构成的稳压器件。集成稳压 器型号种类很多，有多引出端可调式、三引出端式。 常用的有7800系列(输出正电压)和7900系列(输 出 负 电 压），输 出 固 定 电 压 有 ±5V， ± 8V， ± 12V, ± 18V, ± 20V, ± 24V等挡次。下 面我们以7800系列为例，介绍集成稳压电路的结构和 工作原理。.

图3-45所示为7800系列集成稳压器的外形及管脚 排列，输入端直接与整流滤波输出相连，输出端接负载。

采用集成稳压器构成的稳压电路具有很多优点， 如电路简单、稳定性度高、输出电流大、保护电路完 整等，在实际电路中得到了非常广泛的应用，如图 3-46所示为典型采用集成稳压器构成稳压电路的结 构。

图3-46典型采用集成稳压器构成稳压电路的结构

图3-46典型采用集成稳压器构成稳压电路的结构

由图可知，电路中的集成稳压器为7800系列，该 系列的稳压器主要型号有μPC7805AHF. μPC7808AHF、μPC7893AHF、 μPC7812AHF等。 电容Cin为输入端滤波电容，Cout为输出端滤波电容。