Фильтр из резистора и конденсатора
Пропускай медленные изменения
RC — Resistor Capacitor, резистор–конденсатор: эти детали работают вместе. Фильтр нижних частот пропускает медленные изменения и ослабляет быстрые. Передача здесь — отношение амплитуд выходной и входной синусоид; частота среза даёт около 70.7%. Нанофарад (nF) — миллиардная часть фарада, единицы ёмкости; миллисекунда (ms) — тысячная часть секунды.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ
Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.
Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.
Почему это работает
Идеальный установившийся синусоидальный сигнал, выход на конденсаторе без нагрузки. Переходный процесс и разброс номиналов не моделируются.
τ = RC — постоянная времени. fc = 1/(2πRC) — частота среза. Передача = 1/√(1 + (f/fc)²). nF — нанофарад, миллиардная часть фарада. Здесь R — сопротивление, C — ёмкость, f — частота входного сигнала.
Сложность
Собери · Собери
Включи 10 kΩ, 100 nF и сигнал 100 Hz. Получи передачу около 84.67%.
Нужна подсказка?
10 kΩ; 100 nF; 100 Hz → 84.67%
Исследуй · Измени одну величину
При 1000 Hz получи передачу не выше 20% и постоянную времени не больше 2 ms.
Нужна подсказка?
10 kΩ; 100 nF; 1000 Hz → 15.72%
Реши сам · Реши задачу
При 160 Hz получи срез 150–170 Hz и передачу 68–73%.
Нужна подсказка?
10 kΩ; 100 nF; 160 Hz → 70.52%
Дополнительные материалы и карточки схем
Пропускай медленные изменения
Полезная закономерность
Удвоение R или C вдвое снижает срез и удваивает постоянную времени.
За пределами модели
Реальная нагрузка меняет цепь; формула предполагает ненагруженный выход.
Ошибка, которой стоит избежать
Срез не стена: более высокие частоты ослабляются постепенно, а не исчезают.
R удвоили, C прежняя. Частота среза…
- удвоится
- уменьшится вдвое
- не изменится
Читать дальше
Частота среза обратно пропорциональна произведению RC.