Tiefpass oder Hochpass anhand des Ausgangsknotens wählen

Der Ausgangsknoten verändert den Filter

Ein RC-Reihennetz kann bei Ausgang über dem Kondensator Tiefpass oder bei Ausgang über dem Widerstand Hochpass sein. Die unbelastete Hochpassübertragung ist $H(s)=sRC/(1+sRC)$. Bei Gleichstrom sperrt der Kondensator und der Ausgang ist Null; bei hoher Frequenz nähert sich die ideale Kondensatorimpedanz Null und der Ausgang dem Eingang. Ein Tiefpass hat die komplementäre Form erster Ordnung $1/(1+sRC)$.

Bei R = 100 kΩ und C = 1 μF ist die Hochpassgrenzfrequenz 1.591549 Hz. Bei 10 Hz beträgt der Betrag ungefähr 0.987570 und der Phasenvorlauf ungefähr 9.043°. Dies kann einen Gleichspannungsoffset entfernen und ein langsam veränderliches Wechselspannungssignal durchlassen, entfernt aber auch einen echten Gleichstromsensorwert. Entscheiden Sie vor dem Einfügen eines Koppelkondensators, ob die gewünschte Information Gleichspannung enthält.

Quelle und Last verändern die ideale Antwort

Die Quelle habe 10 kΩ Widerstand, der Reihenkondensator 1 μF und der Widerstand nach Masse 100 kΩ. Bei hoher Frequenz ist die Verstärkung 100/(10+100) = 0.909091. Die Zeitkonstante ist (10 kΩ + 100 kΩ) × 1 μF = 0.11 s und die Grenzfrequenz 1.446863 Hz. Die einfache Formel 100 kΩ × 1 μF verfehlte Durchlassverlust und Polverschiebung.

Berücksichtigen Sie bei einem über Quellenwiderstand gespeisten Tiefpass diesen Widerstand im Reihen-R. Bei 1 kΩ Quellenwiderstand plus 10 kΩ Filterwiderstand und 100 nF Kondensator wird die unbelastete Grenzfrequenz 144.686312 Hz. Eine nachfolgende resistive Last verändert erneut Gleichspannungsverstärkung und effektiven Kondensatorwiderstand.

Wählen, was unterdrückt werden soll

Ein Tiefpass erster Ordnung hat keine senkrechte Abschneidekante. Bei fc = 100 Hz wird ein 1-kHz-Störanteil nur auf 0.099504 seiner Eingangsamplitude reduziert, ungefähr −20.043 dB. Entscheiden Sie vor einer Komplexitätserhöhung, ob dies genügt. Hintereinanderschaltung von Stufen erfordert Berücksichtigung der Belastung oder einen Puffer. Halten Sie Durchlassverstärkung, Grenzfrequenzbezug, Signalphase und Störunterdrückung im Entwurfsprotokoll fest; „einen Filter verwenden“ ist kein Abnahmekriterium.