Tricky Circuit

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.

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

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
  1. 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%

  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%

  3. 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…

  1. увеличится
  2. уменьшится
  3. станет ровно 100%
Читать дальше

Срез падает вдвое. Прежний сигнал дальше выше среза, поэтому его амплитуда ослабляется меньше.

ti.com