Фильтр высоких частот из резистора и конденсатора
Пропускай быстрые изменения
RC — Resistor Capacitor, резистор–конденсатор: эта пара подавляет медленные изменения и пропускает быстрые. Передача — отношение амплитуды выходной синусоиды к входной; герц (Hz) — один цикл в секунду. Нанофарад (nF) — миллиардная часть фарада, 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
Идеальная установившаяся синусоида без нагрузки, выход снят с резистора. Передача относится к амплитуде, не мощности; переходные процессы запуска и постоянного напряжения исключены.
R — сопротивление, C — ёмкость, f — частота сигнала, fc — частота среза. fc = 1/(2πRC); передача = f/√(f² + fc²); постоянная времени τ = RC. На срезе передача около 70.7%, а не ноль.
Сложность
Собери · Собери
Включи 10 kΩ, 100 nF и 100 Hz. Получи передачу около 53.2%.
Нужна подсказка?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 100 Hz → 53.2%
Исследуй · Измени одну величину
При 10 Hz подбери R и C для передачи не выше 10%.
Нужна подсказка?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 10 Hz → 6.27%
Реши сам · Реши задачу
При 1000 Hz получи передачу не ниже 98% и срез между 150 и 170 Hz.
Нужна подсказка?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 1000 Hz → 98.76%
Дополнительные материалы и карточки схем
Пропускай быстрые изменения
Полезная закономерность
В фильтре низких частот резистор стоит последовательно, а конденсатор соединён с 0 V. Если поменять их местами и оставить выход на нижней детали, получится этот фильтр высоких частот: конденсатор последовательно, резистор к 0 V.
За пределами модели
Увеличение R или C понижает срез. При прежней входной частоте этот фильтр пропускает большую амплитуду.
Ошибка, которой стоит избежать
Последовательный конденсатор не одинаково пропускает любые изменения: медленные сигналы могут сильно подавляться.
R удвоили, C и частота сигнала прежние. Передача фильтра высоких частот…
- увеличится
- уменьшится
- станет ровно 100%
Читать дальше
Срез падает вдвое. Прежний сигнал дальше выше среза, поэтому его амплитуда ослабляется меньше.