커패시터는 고역 통과 필터 또는 대역 통과 필터입니까?

이것은 지금 잠시 나를 괴롭 혔습니다 ... 단일 커패시터 자체가 고역 통과 필터 또는 대역 통과 필터로 작동합니까?

크리스탈 라디오 세트에서는 단일 커패시터를 튜닝 요소로 사용하여 라디오가 수신 할 라디오 주파수를 선택합니다. 이것은 커패시터가 대역 통과 필터라는 것을 의미합니다.

그러나 Wikipedia를 읽으면 커패시터는 실제로 1- 폴 고역 통과 필터 인 것이 좋습니다.

분명히 둘 다 될 수는 없습니다. 그래서 어느 것입니까?

(실제 주파수 응답 곡선을 가리킬 수있는 사람을위한 보너스 포인트.)

capacitor filter

— 수학적 오키드
소스

크리스탈 라디오 세트에서 LC 탱크의 커패시터를 조정한다고 생각합니다. 커패시터가 유일한 요소는 아닙니다.

— 사무엘

신호를 커패시터와 접지에 연결하면 저역 통과가됩니다. 커패시터가 신호와 직렬 인 경우 하이 패스가 될 것입니다. 그래서 두 가지의 조합으로 밴드 패스 필터를 만들 수 있다고 생각합니다.

— Nick Williams

임피던스는

이므로 하나의 입력을 입력으로하고 다른 하나를 출력으로 사용하는 이상적인 커패시터는 고역 통과 필터 입니다. 에서는

임피던스는

(즉, 개방 회로 = 0 이득). 마찬가지로

임피던스는 0 (즉, 쇼트 = 1 게인)로 진행한다. 그러나 실제 커패시터에는 기생 때문에이 이상적인 주파수 응답이 없습니다 .

Z_{C} = 1 / (j ω C)

$Z_C = 1/(j\omega C)$

ω = 0

$\omega = 0$

\infty

$\infty$

ω \to \infty

$\omega \to \infty$

— Null

자체적으로 커패시터는 아무것도하지 않습니다. 회로의 일부 (즉, 다른 구성 요소 포함)는 회로의 나머지 부분에 따라 저역 통과 필터, 고역 통과 필터, 노치 필터, 대역 통과 필터 등의 일부일 수 있습니다.

— 피트 베커

제목을 공유 할 수있는 실질적으로 다른 질문에만 관련이 있지만 실제 커패시터가 자체 공진 주파수를 제공하는 경우 인덕턴스 입니다.

— Chris Stratton

답변:

커패시터 자체는 필터가 아니며 하이 패스, 로우 패스 또는 다른 것도 아닙니다.

커패시터는 다른 부품 과의 연결 방식에 따라 고역 통과, 저역 통과 또는 대역 통과 필터의 일부로 사용할 수 있습니다 . 예를 들어, 저항이있는 커패시터는 고역 통과 필터 일 수 있습니다.

또는 저역 통과 필터 :

인덕터 및 일부 추가 임피던스 (저항으로 표시)와 함께 대역 통과 필터 일 수 있습니다.

또는 대역 제거 필터 :

크리스탈 라디오는 왼쪽 대역 통과 필터처럼 작동합니다. C1 및 L1은 공진 주파수에서 높은 임피던스를 가지며 다른 주파수에서 낮은 임피던스를 갖는 공진 탱크를 형성한다. 임피던스 변경 만 필터가 아니기 때문에 그 자체로는 필터가 아닙니다. 전압 분배기를 형성 한 다음 필터를 만드는 것은 다른 임피던스에 대해 작동하는 임피던스 변화입니다. 위의 예에서 R1은 다른 임피던스입니다. 크리스탈 라디오에서는 안테나 코일에 의해 L1에 자기 적으로 연결된 신호의 임피던스입니다. 이 경우 안테나 코일은 변압기의 1 차이고 L1은 2 차이며,이 값은 C1 값에 따라 특정 주파수에서 공진합니다.

크리스탈 라디오에 대해 추가됨 :

의견에서 크리스털 라디오의 커패시터가 작동하는 방식과 라디오가 어떻게 조정되는지에 대한 혼란이 있음을 알 수 있습니다. 크리스탈 라디오를 만들 수있는 방법은 여러 가지가 있지만 웹 전체에서 찾을 수있는 가장 일반적인 구성을 고수하겠습니다. 대부분의 크리스탈 라디오 키트로 구현됩니다.

인덕터는 단일 코일이며, 일반적으로 카 보드 화장지 롤과 같은 것으로 감겨 진 자석 와이어입니다. 코일은 본질적으로 변압기입니다. 변압기 1 차는 안테나와 탭 사이의 왼쪽 섹션입니다. 탭이 접지되어 있기 때문에 코일의 두 부분 사이에 직접적인 전류 흐름이 없습니다. 변압기의 작용에 의해 코일의 오른쪽 부분에 전압이 유도됩니다. 신호가 코일의 왼쪽 부분 (변압기 1 차)에서 오른쪽 부분 (변압기 2 차)으로 전달 되는 유일한 방법은 코일의 두 부분 사이의 자기 결합에 의한 것입니다.

변압기는 임피던스가 높더라도 오른쪽 끝에 더 높은 전압을 생성합니다. 일반적인 안테나는 50-300 Ω 범위의 임피던스를 갖는 반면, 크리스탈 라디오는 몇 kΩ 임피던스를 가진 구식 헤드폰을 구동하기위한 것입니다. 더 높은 임피던스에서 더 높은 전압은 헤드폰과 더 잘 어울리 며, 안테나의 매우 제한된 전력을보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.

커패시턴스와 함께 코일의 인덕턴스는 높은 Q 탱크 회로를 형성합니다. 탱크가 스테이션의 반송 주파수에서 공진하도록 커패시터를 조정하면 라디오가 스테이션을 선택합니다. 트랜스포머를 통해 볼 때 탱크를 구동하는 안테나의 유한 임피던스와 출력을로드하는 헤드폰의 임피던스로 인해 커패시터와 코일은 협 대역 통과 필터를 형성합니다.

— 올린 라스 롭
소스

나는 이것을 대답으로 클릭했지만, 수동 아날로그 회로를 이해하는 데 도움을 줄 수있는 것으로 다음 링크를 추가하고 싶었다. falstad.com/circuit

— Jotorious

요약하자면 커패시터와 인덕터 의 결합 으로 고역 통과가 아닌 대역 통과가된다. 이것은 내 문자 그대로의 질문에 대한 답변입니다. 그러나 동시에이 물건에 대한 나의 이해에 큰 문제가있는 것 같습니다. 나는 내가 잘못 가고있는 곳을 정확히 찾아 내고 별도의 질문을 할 것이다 ...

— MathematicalOrchid

제시 한 예에서, [긴 와이어] 안테나와 탱크 코일 사이에는 상호 유도 결합이 거의 없거나 전혀 없으므로 안테나와 탱크 코일 사이의 변압기 동작은 사소한 것입니다. 실제로 안테나의 길이와 가로채는 RF의 파장에 따라 저항성, 용량 성 또는 유도 성 임피던스를 통해 탱크에 직렬 연결된 전압 소스처럼 보입니다.

— EM Fields

@EMFi : 이전에 논의한 이유로 편집 내용을 롤백했습니다. 그런 다음 "저항기"에서 오타를 수정했지만 "대역 제거 필터"는 "대역 거부 필터"보다 더 의미가 있습니다. 크리스탈 라디오의 경우 일반 버전에는 코일이 종이 튜브에 감겨 한쪽 끝에 탭이 있습니다. 안테나는 탭 근처의 끝에 연결되고 탭은 접지에 연결됩니다. 공진 코일은 탭에서 다른 쪽 끝까지입니다. 만 RF는 공진 코일을 취득하는 방식은 코일의 두 부분 사이의 결합에 의해 트랜스포머이다.

— Olin Lathrop

@Doombot : 의도적으로 그러한 문제를 피했습니다. OP는 이상적인 커패시터가 어떻게 작동하는지 이해하는 것만으로도 혼란스러워합니다. 실제 구성 요소의 비 이상적인 특성을 도입 할 때가 아니라고 생각했습니다. 이러한 효과는 실제이지만이 질문에 대해 너무 고급 주제라는 데 동의합니다.

— Olin Lathrop

커패시터만으로는 대개 필터가 아닙니다.

저항과 함께 고역 통과 또는 저역 통과 필터를 형성하거나 인덕터와 결합하여 이들 중 하나 또는 대역 통과 필터를 형성 할 수 있습니다.

수정 세트에서보고있는 회로도가 충분히 오래된 경우 인덕터가 보이지 않을 수 있으며 커패시터가 튜닝 요소로 작동하는 이유를 잘 설명하지 못할 수 있습니다.

여기서 누락 된 사실은 안테나 자체가 인덕터 역할을하고 있다는 사실이며 1920 년대 중반 쯤 전에 작가들이 잘 이해하지 못했기 때문에 설명이 명확하지 않을 수 있습니다.

— 브라이언 드럼 몬드
소스