RC filter bereikberekeningstool
Begrip van RC Filteren
Wat is een RC-filter?
Een RC-filter is een basis-elektronisch circuit bestaande uit verrode en condensatoren. Het kan als een laag filter of hoog filter geconfigureerd worden afhankelijk van de componentarrangement. Deze filters worden breed gebruikt voor frequentieselectie en signalenconditie.
Basisprincipes
RC-filter zijn eenvoudige maar effectieve frequentie-selectieve circuits. De componentenarrangement bepaalt het filtertype en de eigenschappen.
Knipfrequentie fc:
Faseverschiebung bij fc:
fi = -45° Laag-passeer
φ = +45° Hogepassfilter
RC Laagpasfilter
Een laag-passen RC-filter toepast lagfrequentie signalen voorbij terwijl ze hoge frequentie signalen verminderen. De schakeling bestaat uit een weerstand en een kapacitor in serie, met de output over het capacitor genomen.
Hoogpassfilter met RC-korte sluiting
Een hoge frequentie RC-filter doet het tegenovergestelde - het laat hoogfrequentie signaal door terwijl het laagfrequentie componenten blokkeert. De uitgang wordt opgenomen over de resistor in plaats van de condensator.
Resistiviteitscirkelconstante
De tijdconstante van de RC-filtre τ bepaalt de filters reactie: τ = R × C waar R resistentie is in ohmen en C capaciteit is in faraden.
Sleutelparameters
- Kruipfrequentie -3 dB punt
- Rolovergedrag 20dB/decade
- Faseringresponse
- Gevoeder- en uitvoerimpedantie
- Komponentenwaarden
- Temperatuurstabiliteit
Toepassingen
- Verwerkingsproces van geluidssignalen
- PWM-filtreering
- Zenuisignalconditieerverwerking
- Stroomvoorzieningsfiltering
- Arduino signaalverwerking
- Actieve filtrende ontwerpen
- Antialiasingsfilters
- Geluidsdemping
RC filtercircuittypen
Passieve RC-filter
Passeerde RC-filterveren gebruiken enkel weerstanden en condensatoren zonder actieve componenten. Ze zijn eenvoudig, tevergeleefd en kosteneffectief maar hebben beperkingen met betrekking tot gain en ladingseffecten.
Actieve RC-V filter
Actieve RC-filteringen omfassen operatieleveringsamplificatoren samen met RC-netwerken. Ze kunnen een vergroot factor bieden, betere isolatie en verbeterde frequentie respons vergeleken met passieve filteringen.
RC bandpasfilter
Een RC-bandsfilter combineert hogepass- en laagpasstages om signalen binnen een specifiek frequentiegatwerk te laten doorlaten terwijl andere signalen worden afgezwakt. Het wordt vaak gebruikt in audio- en communicatieaanwendingen.
RC filter band weigerende filter
Een notchfilter wordt ook wel een frequentiesnijder genoemd en werkt de signalen binnen een specifiek frequentiebandaat terwijl hij alle anderen doorlaat. Handig voor het elimineren ongewenste frequenties of interferentie.
Praktische Toepassingen
Audio Toepassingen
RC-filters worden zeer breed gebruikt in geluidscircuitten voor:
- Kruisoverschakingsnetwerken
- Tonaankleurcircuitten
- Geluidsoverbruggingreductie
- Antialasfilter
- Invoercoupling
Verzorgingsvoorzieningen
Gemene bestedingen in krachtcircuits zijn:
- Golfgolffiltering
- Overdringende suppressie
- EMI vermindering
- Stroomdampen
- Geluidsisolatie
Digitale Toepassingen
RC-filteren ondersteunen digitale systeem door:
- Klokkenstroom conditietering
- ADC-ingang filteren
- Filtering PWM
- Sensortechnische interfaces
- Digitale audioverwerking
Ontwerp & Implementatie
Komponentenselectie
Keuzegesprekken voor RC-filtercomponenten:
- Komponentietolerantie
- Temperatuurcoëfficiënt
- Spaaningsniveau
- Huidige capaciteit
- Fysieke grootte
- Kostbeperkingen
Circuitanalyseinstrumenten
Verschillende hulpmiddelen zijn beschikbaar voor analyses van RC-filter
- RC-filterkalculator
- SIMS simulatie
- Boedeplootanalyse
- Frequentieantwoordmeting
- Tijdreeksanalyse
Vergelijkingen tussen een RC-filter
Hoe werkt een RC-filter?
Een RC-filter werkt door het gebruik van de frequentieafhankelijke gedraging van capaciteit. Bij een laagpassfilter wordt de capacitor steeds meer signalen naar de grondstroom geleid als frequentie toeneemt. Bij een hoge passfilter blockeert de capacitor DC en lage frequencies terwijl het hoogfrekquenties doorlaadt.
Wat is de breedte van een RC-filter?
RC-filterbreedte verwijst naar het bereik van frequenties dat de filter doorlaat. Voor een laag frequentiefilter is dit van DC tot aan de filterkroegfrequentie. Voor een hoog frequentiefilter is dit vanaf de filterkroegfrequentie.
RC versus LC-filter - wat is de onderscheiding?
Ontwerpoverwegingen
- Verkenningsfrequentiesnelheid
- Stopbandattenuatie
- Komponentie beschikbaarheid
- Ladingimpedansgeeffen
- Bronimpedans-effecten
- Geluidstheredrag
Rapportage van een snelle referentie
Sleutel Formules
Knoopfrequenties:
Tijdsconstant:
Demping:
Ontwerptips
- • Gebruik componenten met een tolerantie van 1%.
- • Parasitaire effecten overwegen
- • Controleer belastingimpedantie
- • Laat ruimte voor component-veroudering
- • Testtemperatuur effecten
Gemene bestaande Waarden
Luidverversnellers
Laagfilter: 20 kHz
Hogpasse filter: 20 Hz
Koppeling: 10Hz
Antialasing: 44,1kHz
Vermogenfilters
Geluidsgolven: 100-120Hz
Wisselingssnelheid: 100 kHz - 1 MHz
EMI: > 1 MHz