Tricky Circuit

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.

Открыть интерактивный опыт

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.

Открыть лабораторию в полном окне

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
  1. 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%

  2. 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%

  3. 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…

  1. удвоится
  2. уменьшится вдвое
  3. не изменится
Читать дальше

Частота среза обратно пропорциональна произведению RC.

Texas Instruments