前の段階で、プロジェクトの干渉の問題のために、私は同僚と RC フィルタリングについて話しました。したがって、今日はこの機会に、記事を通じて RC フィルタリングの知識を簡単に広めたいと思います。
フィルタリングに関しては、目的は減衰なしでできるだけ多くの有用な信号を作成することであり、不要な信号はほぼゼロに減衰されます。最も接触が多いのは電源のフィルターであることは誰もが知っています。これは、単純な単一のコンデンサーまたは複数のコンデンサーの組み合わせを使用して、電源内の混乱を完全にフィルタリングします。
静電容量に関しては、2 つの式に言及する必要があります。
- f＝1/2πRC
- x＝1/2πfC
X は容量性リアクタンスで、電流に対するコンデンサの抵抗です。容量性リアクタンスは、容量値だけでなく、交流電流の周波数にも関係します。直流の周波数は0に見えることがあり、コンデンサを通過するとその容量性リアクタンスは無限大になるため、直流を通過して遮断するコンデンサの特性もあります。同時に、容量性リアクタンスは周波数に反比例すると同時に、コンデンサは高周波を通過させ、低周波を遮断するという言葉があります。その反対がインダクタンスX=2πfCで、低周波を通過させ高周波を遮断する特性があります。
RC フィルタリングについては、主にローパス フィルタリングとハイパス フィルタリングに分けられます。
名前が示すように、ローパス フィルターとは、低周波数が高周波数によってフィルター処理されることを意味します。ハイパス フィルタリングはその逆です。
RC フィルタ回路について説明する前に、まず用語を紹介します。
カットオフ周波数：入力信号の周波数を変えることで、入力信号の振幅を一定に保つこと。出力信号が入力信号の振幅の Av=Vi/Vo=0.707 倍に低下するとき、対応する周波数はフィルターのカットオフ周波数 f と呼ばれ、f=1/2πRC となります。ゲインは db 単位に変換されます。つまり、20logAv=-3db です。
1. ローパスフィルター
写真は、最も単純なRCローパスフィルター
の入力信号がRC直列回路の両端に作用し、出力信号がコンデンサCの両端から取り出されることを示しています. 信号周波数が十分に低い場合、Xc は無限大になり、静電容量は開回路に相当し、出力信号は入力信号にほぼ等しくなります。周波数が上昇してカットオフ周波数よりも高くなると、その両端の電圧が低下し、出力信号は入力信号よりも大幅に小さくなります。したがって、低域の減衰が小さく、高域の減衰が大きいことを示しています。
ローパスフィルタの周波数特性曲線は、
横軸が周波数、縦軸がゲインです。ゲインはカットオフ周波数までほぼ一定です。カットオフ周波数値に達すると、その出力電圧は徐々に減衰します。利得も出力電圧とともに減少します。f が 10 倍になるたびに、10 倍ずつ減衰します。
2.ハイパスフィルター
写真は最も単純な RC ハイパス フィルターで、
入力信号は RC 直列回路の両端に作用し、出力信号は抵抗の両端から取り出されます。信号周波数が十分に高い場合、Xc は無限に小さくなり、静電容量は短絡に相当し、出力信号は入力信号にほぼ等しくなります。周波数が低下し、ある値よりも低くなると、両端の電圧が低下し、出力信号は入力信号よりも大幅に小さくなります。したがって、高域の減衰が小さく、低域の減衰が大きいことを示しています。
横軸は周波数、縦軸はゲインです。ゲインはカットオフ周波数までほぼ一定です。カットオフ周波数値に達すると、その出力電圧は徐々に減衰します。利得も出力電圧とともに減少します。f が 10 回低下するたびに、10 回減衰します。
カットオフ周波数の計算に関しては、いくつかのウェブサイトが適切で便利な方法を作成しており、値を入力することでデータを自動的に取得できます https://www.elecfans.com/tools/rclvboqijiezhipinlv.html
