抵抗–コンデンサー低域通過フィルター
ゆっくりした変化を通す
RCはResistor Capacitor、抵抗–コンデンサーです。低域通過フィルターは遅い変化を保ち、速い変化を減らします。利得は出力振幅と入力振幅の比で、遮断周波数では約70.7%です。 ナノファラド(nF)は容量の単位ファラドの10億分の1、ミリ秒(ms)は1000分の1秒です。
実験台
回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。
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動作の仕組み
理想正弦波の定常状態、出力は無負荷コンデンサー両端。過渡状態と部品ばらつきは省略します。
τ = RCは時定数、fc = 1/(2πRC)は遮断周波数です。利得 = 1/√(1 + (f/fc)²)。nFはナノファラド、10億分の1ファラドです。 ここでRは抵抗値、Cは容量、fは入力信号の周波数です。
難易度
組み立て · 組み立てる
10 kΩ、100 nF、100 Hzで電源を入れ、約84.67%を確認します。
ヒントを見る
10 kΩ; 100 nF; 100 Hz → 84.67%
探究 · 一つ変える
1000 Hzで利得20%以下、時定数2 ms以下にします。
ヒントを見る
10 kΩ; 100 nF; 1000 Hz → 15.72%
自力で解く · 課題を解く
160 Hzで遮断150–170 Hz、利得68–73%にします。
ヒントを見る
10 kΩ; 100 nF; 160 Hz → 70.52%
追加の読み物と回路レシピ
ゆっくりした変化を通す
役立つ法則
RかCが2倍なら遮断周波数は半分、時定数は2倍です。
モデルの外では
実際の負荷は回路を変えます。この式は出力無負荷を仮定しています。
避けたい落とし穴
遮断は壁ではありません。高い周波数は徐々に弱くなります。
Rが2倍、Cは同じ。遮断周波数は…
- 2倍
- 半分
- 同じ
詳しく読む
遮断周波数はRCの積に反比例します。