Kalkulator KB-38
Kalkulator filtra RC
Najprostszy filtr: wygładzanie PWM, oczyszczanie sygnału z czujnika, rozdzielanie dźwięku.
Wynik
W skrócie: Obliczanie filtrów RC dolno- i górnoprzepustowych: częstotliwość graniczna, tłumienie w decybelach przy zadanej częstotliwości, przesunięcie fazy i charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa. Przykład: Częstotliwość graniczna: 1,592 kHz.
Przykład obliczeń
| Typ | Dolnoprzepustowy (przepuszcza niskie częstotliwości) |
|---|---|
| Rezystancja | 1 kΩ |
| Pojemność | 100 nF |
| Sprawdź dla częstotliwości | 10000 Hz |
| Częstotliwość graniczna | 1,592 kHz |
|---|---|
| Stała czasowa | 100 µs |
| Tłumienie przy tej częstotliwości | -16,1 dB |
| Pozostaje z sygnału | 15,7 % |
| Przesunięcie fazy | -81° |
Jak to jest obliczane
|H| = 1 / √(1 + (f / fc)²)
Przy częstotliwości granicznej sygnał jest tłumiony o 3 dB, czyli do 70,7 % amplitudy. Dalej tłumienie rośnie o 20 dB na dekadę. Aby uzyskać bardziej strome zbocze, łączy się kaskadowo kilka stopni, stosując między nimi bufor.
Na co zwrócić uwagę
- Rezystancja źródła i obciążenia przesuwają częstotliwość graniczną. Rezystancja obciążenia powinna być co najmniej 10 razy większa niż R.
- Do wygładzania PWM wybierz częstotliwość graniczną 10–100 razy niższą od częstotliwości PWM.
Często zadawane pytania
Jak obliczyć częstotliwość graniczną filtru RC?
fc = 1 / (2π · R · C). Rezystor 1 kΩ i kondensator 100 nF dają 1,59 kHz. Przy tej częstotliwości sygnał jest tłumiony o 3 dB, a przy 10 kHz już o 16 dB.
Jak odfiltrować PWM, żeby uzyskać napięcie stałe?
Ustawcie częstotliwość graniczną 10–100 razy niższą od częstotliwości PWM. Dla 1 kHz sprawdzą się 10 kΩ i 1 µF: fc wynosi około 16 Hz, a podstawowa harmoniczna jest tłumiona mniej więcej 60 razy.
Jak obciążenie wpływa na filtr RC?
Tworzy dzielnik z rezystorem i przesuwa częstotliwość graniczną. Rezystancja obciążenia powinna być co najmniej 10 razy większa od R; w przeciwnym razie potrzebny jest bufor na wzmacniaczu operacyjnym.
