로우 / 하이 패스 RC 필터를 설계 할 때 컴포넌트 값을 어떻게 선택합니까?

RC 파일러의 컷오프 주파수는 잘 알려진 방정식 : 에서 얻습니다.

이것은 2 개의 변수를 가진 하나의 방정식입니다. 예를 들어 R = 100, C = 10은 R = 10, C = 100과 동일한 결과를 갖습니다. 내가 무엇을 선호해야합니까?

타협입니다.

1000ohm에서 R 및 100nF에서 C (차단 주파수 = 1.59kHz)를 사용하면 입력의 구동 전압이 1.59kHz보다 높은 주파수의 신호를 1000ohm 부하에 근접한 신호로 구동하는 데 필요할 수 있습니다. 임피던스가 1.59kHz 인 것을 고려하십시오. 물론 R은 1000 옴이고 C의 임피던스는 1000 옴의 크기를 갖지만 10 kHz에서는 C의 임피던스는 단지 100 옴의 크기를 갖습니다.

다시 말해, 10kHz에서 RC 저역 통과 필터로 공급되는 신호는 약 1000ohm의 임피던스를 "인식"합니다. 이것은 다음 공식 때문입니다.-

Z = =$\sqrt{R^2 + X_C^2}$$\sqrt{1,000,000 + 10,000} = 1005\space \Omega$

RC 네트워크에 공급되는 신호의 출력 저항이 100 옴이면 방정식의 "R"부분에 오류가 발생하고 필터의 "진정한"스펙트럼 모양이 왜곡됩니다.

반면에 ....

R이 낮고 C가 높다는 이점은 출력 임피던스가 출력이 연결된 회로의 영향을 덜 받는다는 것을 의미합니다. 위의 예에서 DC에서도 네트워크의 출력 임피던스는 1000 옴입니다. R이 10kΩ이고 C가 10nF 인 경우 DC의 출력 임피던스는 10kΩ이며 일부 부하의 영향을받을 수 있습니다.

따라서 구동 임피던스가 무엇인지, RC 네트워크가 "구동"해야하는 것이 무엇인지 고려해야합니다. 출력이 일반적으로 Gohm 범위에서 DC 입력 저항을 갖지만 10pF의 입력 커패시턴스를 가질 수있는 연산 증폭기에 연결되는 많은 예가 있습니다. 이 입력 커패시턴스는 출력 커패시턴스를 소량 씩 상쇄하며 위의 예에서는 100nF 커패시터를 100.01nF로 만들 것입니다. 잠재적 인 오류의 원인이되기 시작했습니다.

계단식 RC 저역 통과 필터 (또는 모든 필터 유형)도 심각한 문제입니다. 두 개의 RC 저역 통과 필터를 수동으로 연결하려고한다고 가정합니다. 두 저항을 모두 1000Ω으로 선택하고 두 커패시터를 100nF로 선택한 경우 고 임피던스 버퍼 앰프를 통해 동일한 필터 응답을 얻지 못할 수 있습니다.

부분적인 해결책은 첫 번째 네트워크의 낮은 임피던스와 두 번째 네트워크의 높은 임피던스를 만드는 것입니다. 1,000ohm 및 100nF에서 첫 번째 RC 네트워크를 만들고 10,000ohm 및 10nF에서 연결 네트워크를 만들려면 약간의 상호 작용이 여전히 있지만 둘 다 동일한 임피던스 일 때보 다 훨씬 적습니다.

자유도가 2이고 사양이 하나이면 제품 만 고정 할 수 있습니다 .$RC$

비슷한 질문에 대한 답변과 의견에 지적 된 바와 같이, 대답은 : 그것은 의존한다 - 그것은 다른 제약 조건에 따라 달라집니다. 진지하게, 이와 같은 질문은 추가적인 문맥 없이는 거의 대답 할 수 없습니다 .

다른 제약 조건으로 들어갈 수있는 몇 가지 고려 사항이 있습니다.

1. 저항과 커패시터 값은 연속적이지 않기 때문에 원하는 값과 "충분한"시간 상수를 제공하는 표준 값의 조합을 찾아야합니다.

2. 공통 커패시터 값은 공통 저항 값보다 훨씬 큽니다.

3. 일반적으로 큰 C 값보다 큰 R 값을 찾는 것이 훨씬 저렴합니다.

4. 상대적으로 큰 정전 용량 값을 갖는 커패시터는 종종 고주파에서 이상적이지 않습니다.

5. 시간, 온도 등에서 매우 안정적인 정전 용량을 갖는 커패시터는 사용 가능한 정전 용량 범위를 제한 할 수 있습니다.

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더 많은 것이 있으며, 위의 목록은 어떤 경우에도 철저한 것이 아니라 대신에 최상의 평가가 이루어져야 하는 상황에 대한 아이디어를 제공하기위한 것입니다 .