필터 회로에서 저항을 사용해야하는 이유

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커패시터와 인덕터는 자체적으로 필터링 할 수 있기 때문입니다. 왜 별도의 저항이 필요합니까? 예를 들어 RC 회로에서 커패시터 만 사용하면 어떤 방식으로 달라 집니까?

resistors filter

— 1p2r3k4t
소스

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R이 0 인 경우 RC 상수는 무엇입니까? R이 무한하다면?

— Kaz

13

커패시터와 인덕터는 자체적으로 필터링 할 수 있기 때문입니다.

자체적 으로 커패시터로 구성된 다음 "필터"를 고려하십시오 .

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

검사에 의해 커패시터의 존재와 무관하게 ; 필터링이 수행되지 않습니다. $V_{out} = V_{in}$

출력 포트가 동일 하기 때문입니다 입력 포트와 하기 입니다.

이제 저항을 추가하십시오 :

개략도

^{이 회로를 시뮬레이션}

이제 구별되는 입력 및 출력 포트가 있으며 1 차 필터가 있습니다. 저항 대신 인덕터를 추가하고 2 차 필터를 만들 수있었습니다.

V_{o u t} = V_{i n} \frac{1}{1 + j ω C_{1} R_{1}}

$V_{out}= V_{in}\frac{1}{1+j\omega C_1 R_1}$

— 알프레드 센타 우리
소스

신호 소스 (Vin)가 이상적이지 않은 경우, 출력 임피던스 / 내부 저항으로 인해 커패시터가있는 경우 접지에 원하는 전압을 유지하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, lm4549b에 대한이 데이터 시트의 4 페이지를 고려하십시오 . 아날로그 출력 섹션에 대해서는 Zout을보십시오. 출력에서 16KHz 1Vpp 오디오 신호를 구동한다고 가정 해 봅시다. 출력의 커패시터를 접지에 붙였다면이 "Vin"에서 220Ω 출력 임피던스로 RC 필터를 구성했다고 말하는 것이 합리적입니까?

— jjmilburn

2

@jjmilburn, 당신은 명확하게 생각하지 않습니다. 전압

은 입력 포트 주기에 걸친 전압 입니다. 소스

가 이상적이면

입니다. 소스가 이상적이지 않은 경우, 즉 소스에 내부 임피던스가있는 경우

BUT , 전달 함수

V_{i n}

$V_{in}$

V_{s}

$V_s$

V_{i n} = V_{s}

$V_{in} = V_s$

V_{i n} \neq V_{s}

$V_{in} \ne V_s$

은 변경되지 않습니다. 대신, 그것은

\frac{V_{o u t}}{V_{i n}}

$\frac{V_{out}}{V_{in}}$

그 변경됩니다.

\frac{V_{o u t}}{V_{s}}

$\frac{V_{out}}{V_s}$

— Alfred Centauri

아 맞다. 잘 잡는다.

— jjmilburn

6

자체적으로 커패시터 또는 인덕터는 단순한 단일 포트 구성 요소입니다. 반면 필터는 입력 및 출력을 가지고 있으며 이는 2 포트 장치라는 의미입니다.

간단한 2 포트 필터를 얻기 위해 저항기, 커패시터 및 인덕터를 조합하여 고역 통과 및 저역 통과와 같은 다양한 필터 유형을 만들 수 있습니다. 둘 이상을 사용하면 대역 통과 및 노치 필터 (대역 거부 필터)를 얻을 수 있습니다.

저항기와 커패시터 / 인덕터를 사용하면 1 차 필터를 얻을 수 있습니다. 커패시터와 인덕터를 사용하면 2 차 필터를 얻을 수 있습니다. 2 차 필터는보다 뚜렷한 필터링 특성을 가지고 있습니다.

단일 저항이있는 경우 감쇠기를 호출 할 수 없습니다. 감쇠기를 생성하려면 2 개의 저항이 직렬로 필요합니다. 간단한 2 선 구성 요소는 입력, 출력 및 공통 연결 즉 2 포트 네트워크를 사용하여보다 복잡한 3 선 장치로 변환됩니다.

— 앤디 일명
소스

5

아닙니다. 인덕터와 커패시터는 "자체적으로"필터링하지 않습니다.

예를 들어, 신호와 직렬로 연결된 커패시터는 다른 쪽 끝의 임피던스가 무한한 경우 필터링을 수행하지 않습니다. 마찬가지로, 신호 전압에 대한 커패시터는 해당 전압의 임피던스가 0 인 경우 필터링을 수행하지 않습니다.

커패시터가 자체적으로 필터링하는 회로를 보여줍니다. 주의 깊게 살펴보면 고역 통과 또는 저역 통과 필터를 만들기 위해 작동하는 임피던스가 있습니다.

커패시터, 인덕터와 함께 명시 적 저항을 사용하면 스트레이, 묵시적 또는 내부 임피던스에 대해 작동하지 않고 예측 가능하게 만드는 데 도움이됩니다.

— 올린 라스 롭
소스

나는 그것을 이론적으로 엄격히 남겨 두어야하는지 확실하지 않았거나, 실제 세계에는 항상 R이 있기 때문에 항상 필터와 같은 효과가있을 것이라고 언급했습니다. 잘했다.

— Bob

@Olin Lanthrop 임피던스 부분을 좀 더 설명해 주시겠습니까? 직렬 또는 병렬의 저항으로 생각할 수 있습니까?

— 1p2r3k4t 2018 년

@ 1p2r : 저항은 회로에서 필터가 연결되는 방식과 고역 통과인지 저역 통과인지에 따라 인덕터 또는 커패시터와 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있습니다. 그러나이 손을 흔들며 혼란을 먹이고 있습니다. 구체적으로 이야기 할 수 있도록 회로도를 보여주십시오.

— Olin Lathrop

@Olin 나는 두 번째 단락을 언급했는데, 다른 쪽 끝의 임피던스와 전압의 임피던스를 언급했습니다.

— 1p2r3k4t

커패시터 전용 필터가 작동하지 않는 이유를 이해하는 간단한 방법은 먼저 저항 전용 필터가 작동하지 않는 이유를 먼저 생각하는 것입니다. 저항 네트워크의 비 구동 노드의 전압은 선형 함수입니다. 모든 구동 노드에서의 전압. 이와 같이 이상적인 캡만 또는 이상적인 인덕터만으로 구성된 모든 네트워크는 동일한 방식으로 작동합니다. 캡 또는 인덕터의 유효 임피던스는 주파수에 따라 다르지만 모든 캡은 모든 인덕터와 동일한 방식으로 정확하게 변합니다. 캡과 인덕터로만 구성된 네트워크에서 ...

— supercat

1

$R*C$ $R = 0$

$R$ 은 시정 수와 코너 주파수 / -3dB 포인트를 필터로 설정합니다.

참고 : Andy 일명 제안 / 조언에 따라 편집되었습니다.

— 단발
소스

주파수가 클수록 커패시터의 감쇠가 줄어 듭니다. 그러나 캡 값이 감쇠에도 영향을 미치지 않습니까? 용량 값만으로 매개 변수를 설정할 수 없습니까?

— 1p2r3k4t 2018 년

수학을보십시오. "완벽한"커패시터와 인덕터 (존재하지 않지만 여기서는 이론을 말하고 있습니다)에서 R = 0이므로 수학은 무한대 또는 0이됩니다. 하나의 매개 변수를 0으로 설정하면 매우 큰 C조차도 0을 곱한 경우 여전히 0이며, 0으로 나눈 매우 작은 L은 무한대로됩니다.

— Bob

3

@ 인덕터 (저항이 있거나없는)는 인덕턴스가 무한하지 않으면 모든 AC 신호를 차단하지 않습니다. 마찬가지로, 커패시터는 무한하지 않는 한 모든 AC 신호에 대해 데드 쇼트가되지 않습니다.

— Andy 일명

@ 앤디 일명, 나는 그것을 통해 생각하려고 노력하고 있으며, 당신이 옳지 않다고 확신합니다. 예를 들어 RL 회로를 모델링하고 모든 R = 0 (실제 인덕터의 내부 저항 = 0 포함)을 가정하면 신호 소스 이외의 회로에서는 작은 인덕턴스 만있을 수 있습니다. 대학 이래로 생각하지 않은 이론적이고 모퉁이의 경우이지만 f = 0 또는 R = 0의 무한대 이외의 다른 주파수 응답 방정식을 제공해야합니다. 틀렸어 ...

— Bob

| w L |

$|wL|$

\frac{1}{| w c |}

$\frac{1}{|wc|}$

1

$\ I = \ C \frac {dv}{dt}$
$\ V = A \sin \omega t$
$\ I$ $\ I = \ C \frac {d {A \sin \omega t}}{dt}$
$\ I$ $\ I = \omega\ C \ * \ A \cos \omega t$

$\omega\ C \ * \ A$

— 아이드 몬드
소스

이것은 어떤 질문에 대한 답입니까?

— 1p2r3k4t

1

저항이 없으면이 회로가 출력 할 수있는 에너지는 무한하며 커패시터에 전혀 의존하지 않기 때문입니다.

이런 식으로 생각해보십시오.

커패시터가 없으면 사이에 저항이 0이됩니다. $Vin$ $Vout$ $Vin$ $Vout$ $Vin$ $Vout$ $Vin$

$Vin$ $Vout$ $Vin$ $Vout$

$Vout$

$Vin$

$Vin$ $Vout$

$Vin$ $Vin$ $Vin$

— Ravingraven
소스