RCkretsar

RC-kretsar är elektriska nätverk som innehåller motstånd och kondensatorer och som används för tidsberoende signalbehandling och filtrering. Vanliga konfigurationer är seriekopplade komponenter där utgången tas över antingen kondensatorn eller resistorn. Dessa enkla nätverk används som byggstenar i många analoga kretsar, från ljud- och bildutrustning till mät- och kontrollsystem.

I en enkel RC-krets som laddas via ett stegspänning används tidskonstanten τ = R·C. Vid laddning följer spänningen över kondensatorn Vc(t) formeln Vc(t) = V_in (1 − e^(−t/τ)). Vid urladdning, då spänningen initialt är V0, gäller Vc(t) = V0 e^(−t/τ). Strömmen är i(t) = (V_in − Vc(t))/R och minskar exponentiellt. Filtretums frekvenssvar för en RC-krets byggd som lågpass har transferfunktionen H(s) = 1/(1 + sRC) och övre gräns vid f_c = 1/(2πRC). För ett högpassfilter är utsignalen över resistorn och H(s) = sRC/(1 + sRC).

Vanliga tillämpningar inkluderar lågfrekvent filtrering, högpassfiltrering, tidsfördröjningar och som byggstenar i integratorer och differentiatorer. RC-kretser används även i debounce-kretsar och som första steg i analoga signalbehandlingskedjor.

Praktiska hänsyn tar upp toleranser, parasitkopplingar och temperaturkänslighet hos kondensatorer. Val av komponentvärden påverkar brus, ESR och driftsstabilitet, medan tydliga kopplingsscheman och korrekt jordning är viktiga för att uppnå förväntat beteende i tillämpningar.