Erinevus lehekülje "RC-filter" redaktsioonide vahel

P
sinusoidaalne > sinusoidne
(Eemaldatud muudatus 3823063, mille tegi 194.150.65.239 (arutelu))
P (sinusoidaalne > sinusoidne)
'''RC-filter''' (ingl k ''resistor-capacitor filter'') on elektriline [[sagedusfilter]], mis on koostatud sobivast [[Takisti|takistite]] ja [[Kondensaator|kondensaatorite]] asetusest ning on disainitud muutma, kujundama või välja jätma kõik soovimatud mingi elektrilise signaali sagedused ja edastama ainult valitud signaale. Teisisõnu filtreerib see'' ''välja kõik soovimatud sagedused. Ideaalne filter eraldab ning edastab sinusoidaalseidsinusoidseid sisendsignaale nende sageduste põhjal.
 
Madalsageduslikes rakendustes (kuni 100 kHz) kasutatakse peamiselt lihtsaid RC-ahelaid. RC-filter kuulub passiivfiltrite hulka. Passiivfiltrid on filtrid mis koostatakse passiivsetest komponentidest, nagu näiteks takisti, kondensaator ja [[Induktiivpool|induktiivpool]], ning neil puuduvad signaali võimendavad elemendid (näiteks [[Transistor|transistor]], [[Operatsioonvõimendi|operatsioonvõimendi]]). Seetõttu on passiivfiltreid läbivad signaalid väljundis alati väiksema amplituudiga kui sisendis.
 
== Ideaalsed filtrid ==
Ideaalne madalpääsfilter lõikab täielikult maha kõik sagedused, mis jäävad mahalõikesagedusest ülespoole, samal ajal pääsevad madalamad sagedused läbi muutumatul kujul. Kõrgpääsfiltri puhul on täpselt vastupidi, lõigatakse maha kõik mahalõikesagedusest väiksema sagedusega signaalid. Ribapääsfilter on lihtne kombinatsioon eelnevast kahest, kus mõlema filtri mahalõikesagedust sättides eraldatakse soovitud sageduste vahemik. Kõigil juhtudel on sageduse graafik sarnane ristküliku kujuga, kus pealepärast mahalõikesagedust on signaali amplituud nullilähedane. Ideaalsel filtril puudub niisiis üleminekuala, mille jooksul signaali amplituud väheneb.
 
== Reaalsed filtrid ==
[[Pilt:Butterworth response.svg|frame|right|Joonis 1. Reaalse RC-madalpääsfiltri töökõver.]]
 
Reaalse filtri puhul ei ole signaali amplituud pealepärast mahalõikesagedust kohe nullilähedane, vaid hakkab lineaarselt vähenema. Sellepärast ei ole mahalõikesagedus defineeritud ka punktist, kust signaali amplituud hakkab vähenema, vaid hoopis sagedusest, kus kondensaatori [[Mahtuvustakistus|mahtuvustakistus]] ja takisti takistus on võrdsed. Kui see juhtub, siis väljundisse jõudva signaali amplituud on 70,7% (1/√2) sisendsignaali omast. Teisisõnu on väljundisse jõudev signaal sisendsignaalist [[Detsibell|detsibellide]] skaalas -3 dB. Kuna skeem sisaldab kondensaatorit, on reaalse filtri puhul ka väike hilistus sisendi ja väljundi vahel, mis on põhjustatud [[Näivtakistus|näivtakistusest]]. Seda näitab faasinurk ''φ'', suuremate sageduste puhul avaldab hilistus rohkem mõju. Kui kondensaatori [[Näivtakistus|impedants]] käituks sedasi, et teatud sagedusest suuremate sageduste korral on see lõpmatu suur ja väiksemate sageduste korral on impedants 0 [[Oom|oomi]] lähedal, oleks ideaalsed filtrid võimalikud. Tegelikult on kondensaatori impedants näidatud aga valemiga
:<math>\ Z_C = \frac{1}{j\omega C}</math>,
kus ''Z''<sub>''c''</sub> on oomides, oomega on nurksagedus [[Radiaan|radiaanides]], ''C'' on [[farad|faradites]] ja ''j'' on [[Kompleksarv|kompleksarv]]. Üleval oleva valemi põhjal saadakse paremal oleval graafikul näidatud RC-sagedusfiltri töökõver.
 
== Ribapääsfilter ==
Teatud rakendustes on vaja, et läbi pääseks ainult kindlas sageduste vahemikus asuvad signaalid ja muude sagedustega signaalid summutatakse ära. Selliseid (ribapääs)filtreid saab madalpääsfiltreid ja kõrgpääsfiltreid omavahel kombineerides. RC-ribapääsfilter on kooslus madalpääsfiltrist ja kõrgpääsfiltrist, kus madalpääsfilter eraldab soovitud vahemikust kõrgemad sagedused ja kõrgpääsfilter eraldab soovitud vahemikust madalamad sagedused. Tänu nende kahe filtri koostööle jääb alles soovitud sagedusvahemik. Kuna kondensaatorite impedants on sagedusest sõltuv, siis nagu kõrval olevalt graafikult näha, ei ole ka siin mahalõikesagedus defineeritud punktist, kust signaali amplituud muutuma hakkab. See on hoopis defineeritud selle punkti järgi, kus väljundisse sattuva signaali amplituud on -3–3 dB sisendisse tulevast signaalist. Probleem selliste ribapääsfiltrite lahendustega on see, et signaal peab alati läbima kahte filtrit ja need koos nõrgestavad signaali amplituudi rohkem kui ainult üks filter.
 
== Rakendused ==
123 944

muudatust