25 / 32 · Konsep
Pilih low-pass atau high-pass dari node keluaran
Rancang filter orde pertama dengan memperhitungkan resistansi sumber dan beban.
Pelajaran dapat dibaca gratis. Daftar untuk menyimpan progres.
Node keluaran mengubah filter
Jaringan RC seri dapat menjadi low-pass ketika keluaran diambil pada kapasitor, atau high-pass ketika keluaran diambil pada resistor. Transfer high-pass tanpa beban adalah . Pada DC kapasitor memblokir dan keluaran nol; pada frekuensi tinggi impedansi kapasitor ideal mendekati nol dan keluaran mendekati masukan. Low-pass memiliki bentuk orde pertama pelengkap .
Untuk R = 100 kΩ dan C = 1 μF, frekuensi sudut high-pass adalah 1.591549 Hz. Pada 10 Hz, magnitudo sekitar 0.987570 dan fase mendahului sekitar 9.043°. Ini dapat menghilangkan offset DC sambil melewatkan sinyal AC yang berubah lambat, tetapi juga menghilangkan nilai DC sensor yang sebenarnya. Tentukan apakah informasi yang diinginkan mencakup DC sebelum menambahkan kapasitor kopling.
Sumber dan beban mengubah respons ideal
Misalkan sumber memiliki resistansi 10 kΩ, kapasitor seri 1 μF, dan resistor ke ground 100 kΩ. Pada frekuensi tinggi, penguatan 100/(10+100) = 0.909091. Konstanta waktu adalah (10 kΩ + 100 kΩ) × 1 μF = 0.11 s, dan frekuensi sudut 1.446863 Hz. Rumus sederhana 100 kΩ × 1 μF melewatkan rugi passband serta pergeseran pole.
Untuk low-pass yang digerakkan melalui resistansi sumber, sertakan resistansi itu dalam R seri. Dengan resistansi sumber 1 kΩ ditambah resistor filter 10 kΩ dan kapasitor 100 nF, frekuensi sudut tanpa beban menjadi 144.686312 Hz. Beban resistif berikutnya kembali mengubah penguatan DC dan resistansi efektif kapasitor.
Pilih apa yang ingin ditolak
Low-pass orde pertama bukan dinding pemblokir sempurna. Jika fc = 100 Hz, komponen gangguan 1 kHz hanya dikurangi menjadi 0.099504 dari amplitudo masukannya, sekitar −20.043 dB. Tentukan apakah itu cukup sebelum meningkatkan kompleksitas. Penyusunan tahap berantai memerlukan pertimbangan pembebanan atau penyisipan penyangga. Simpan penguatan passband, acuan cutoff, fase sinyal, dan atenuasi gangguan dalam catatan desain; “gunakan filter” bukan kriteria penerimaan.
Coba sendiri
Untuk high-pass tanpa beban dengan R = 10 kΩ dan C = 1 μF, cari fc dan penguatan pada fc.
Baca penjelasan
fc = 15.915494 Hz. Magnitudo pada fc adalah 0.707107 dan fase +45°. Penguatan frekuensi tinggi ideal adalah 1.