Là một tụ điện một bộ lọc thông cao hoặc bộ lọc thông dải?


13

Điều này đã làm tôi khó chịu trong một thời gian ... Liệu một tụ điện, tự nó hoạt động như một bộ lọc thông cao hoặc bộ lọc thông dải?

Trong một bộ vô tuyến tinh thể, bạn sử dụng một tụ điện duy nhất làm thành phần điều chỉnh, để chọn tần số vô tuyến mà radio sẽ nhận được. Điều này ngụ ý mạnh mẽ rằng một tụ điện là một bộ lọc thông dải.

Nhưng đọc Wikipedia, có ý kiến ​​cho rằng tụ điện thực sự là bộ lọc thông cao 1 cực.

Chà, rõ ràng nó không thể là cả hai. Vậy đó là cái gì?

(Điểm thưởng cho bất kỳ ai có thể chỉ ra đường cong đáp ứng tần số thực tế.)


12
Tôi nghĩ rằng trong đài phát thanh pha lê bạn điều chỉnh tụ điện của một bể LC, tụ điện không phải là yếu tố duy nhất.
Samuel

3
Đó sẽ là một đường chuyền thấp nếu bạn ghép tín hiệu của mình xuống đất với tụ điện; nó sẽ là một đường chuyền cao nếu tụ điện nối tiếp với tín hiệu. Vì vậy, tôi đoán với sự kết hợp của cả hai tôi sẽ tưởng tượng bạn có thể tạo bộ lọc thông dải.
Nick Williams

1
Một tụ điện lý tưởng với một đầu là đầu vào và đầu kia là đầu ra là bộ lọc thông cao vì trở kháng của nó là . Tại trở kháng là (tức là mạch hở = tăng 0). Khi trở kháng giảm xuống 0 (tức là ngắn mạch = tăng 1). Nhưng các tụ điện thực sự không có đáp ứng tần số lý tưởng này vì ký sinh trùng . ZC=1/(jωC)ω=0ω
Null

2
Tự nó một tụ điện không làm gì cả. Là một phần của mạch (nghĩa là với các thành phần khác), nó có thể là một phần của bộ lọc thông thấp, bộ lọc thông cao, bộ lọc notch, bộ lọc thông dải hoặc bất cứ thứ gì, tùy thuộc vào phần còn lại của mạch.
Pete Becker

4
Mặc dù chỉ liên quan đến các câu hỏi khác nhau có thể chia sẻ tiêu đề của bạn, nhưng độ tự cảm nếu một tụ điện thực tế mang lại cho nó tần số tự cộng hưởng.
Chris Stratton

Câu trả lời:


40

Một tụ điện tự nó không phải là một bộ lọc, không phải là cao, vượt qua thấp, cũng không phải bất cứ điều gì khác.

Một tụ điện có thể được sử dụng như một phần của bộ lọc thông cao, thông thấp hoặc thông dải, tùy thuộc vào cách kết nối với các bộ phận khác . Ví dụ, một tụ điện có điện trở có thể là bộ lọc thông cao:

hoặc bộ lọc thông thấp:

Cùng với một cuộn cảm và một số trở kháng bổ sung (được biểu thị bằng điện trở), nó có thể là bộ lọc thông dải:

Hoặc bộ lọc từ chối băng tần:

Một đài phát thanh tinh thể hoạt động như bộ lọc thông dải bên trái. C1 và L1 tạo thành một bể cộng hưởng có trở kháng cao ở tần số cộng hưởng và trở kháng thấp ở các tần số khác. Ngay cả điều đó tự nó không phải là một bộ lọc, vì chỉ một trở kháng thay đổi không phải là một bộ lọc. Đó là trở kháng thay đổi làm việc chống lại một số trở kháng khác tạo thành một bộ chia điện áp sau đó tạo ra một bộ lọc. Trong ví dụ trên, R1 là trở kháng khác. Trong một đài phát thanh tinh thể, nó là trở kháng của tín hiệu được ghép với L1 bằng từ tính của cuộn ăng ten. Trong trường hợp đó, cuộn ăng ten là sơ cấp của máy biến áp và L1 là cuộn thứ cấp, cộng hưởng ở một tần số cụ thể tùy thuộc vào giá trị C1 được điều chỉnh.

Đã thêm về đài phát thanh pha lê:

Tôi thấy từ các ý kiến ​​rằng có một số nhầm lẫn về cách tụ điện trong một đài phát thanh tinh thể hoạt động và làm thế nào một đài phát thanh như vậy được điều chỉnh. Có nhiều cách khác nhau để có thể tạo ra đài phát thanh pha lê, nhưng tôi sẽ sử dụng cấu hình rất phổ biến mà bạn có thể tìm thấy trên web và được hầu hết các bộ phát thanh tinh thể thực hiện:

Cuộn cảm là một cuộn dây đơn, dây nam châm thông thường quấn quanh thứ gì đó giống như cuộn giấy vệ sinh. Các cuộn dây thực chất là một máy biến áp. Sơ cấp biến áp là phần bên trái giữa ăng ten và vòi. Vì vòi được nối đất, không có dòng điện trực tiếp giữa hai phần của cuộn dây. Điện áp được cảm ứng ở phần bên phải của cuộn dây bằng hành động biến áp. Cách duy nhất để tín hiệu đi từ phần bên trái của cuộn dây (sơ cấp máy biến áp) sang phần bên phải (phần thứ cấp của máy biến áp) là bằng cách ghép từ giữa hai phần của cuộn dây.

Máy biến áp tạo ra điện áp cao hơn ở đầu bên phải của nó, mặc dù ở trở kháng cao hơn. Ăng-ten thông thường có trở kháng trong phạm vi 50-300 ,, trong khi đài phát thanh tinh thể được dùng để lái tai nghe kiểu cũ có trở kháng vài kΩ. Điện áp cao hơn ở trở kháng cao hơn là phù hợp hơn với tai nghe và cho phép sử dụng năng lượng rất hạn chế từ ăng-ten hiệu quả hơn.

Độ tự cảm của cuộn dây cùng với điện dung tạo thành mạch bể Q cao. Đài phát thanh chọn một trạm khi tụ được điều chỉnh để bể cộng hưởng với tần số sóng mang của trạm. Do trở kháng hữu hạn của ăng ten điều khiển xe tăng như đã thấy qua máy biến áp và trở kháng của tai nghe tải đầu ra, tụ điện và cuộn dây tạo thành bộ lọc thông dải hẹp.


Tôi đã nhấp vào đây là câu trả lời, nhưng tôi muốn thêm liên kết sau, vì một cái gì đó mà người hỏi có thể muốn xem để giúp hiểu các mạch tương tự thụ động: falstad.com/circuit
Jotorious 21/1/2015

Tóm lại, sau đó, nó là sự kết hợp của một tụ điện và một cuộn cảm làm cho nó vượt qua chứ không chỉ là thông cao. Điều này trả lời câu hỏi theo nghĩa đen của tôi - nhưng đồng thời, dường như có điều gì đó sai lầm nghiêm trọng với sự hiểu biết của tôi về công cụ này. Tôi sẽ cố gắng xác định chính xác nơi tôi đang sai và đặt một câu hỏi riêng biệt ...
Toán học

Trong ví dụ bạn đã đưa ra, có rất ít hoặc không có khớp nối cảm ứng lẫn nhau giữa ăng ten [dây dài] và cuộn dây xe tăng, do đó, bất kỳ hành động biến áp nào giữa ăng ten và cuộn dây xe tăng sẽ không đáng kể. Trong thực tế, tùy thuộc vào độ dài của ăng-ten và bước sóng của RF mà nó chặn, nó sẽ trông giống như một chuỗi nguồn điện áp được kết nối với bể thông qua một trở kháng có thể là điện trở, điện dung hoặc điện cảm.
EM Field

@EMFi: Tôi quay lại chỉnh sửa của bạn vì lý do chúng tôi đã thảo luận trước đây. Sau đó tôi đã sửa lỗi đánh máy trong "điện trở", nhưng "bộ lọc loại bỏ băng tần" có ý nghĩa hơn "bộ lọc loại bỏ băng tần". Đối với đài phát thanh pha lê, Phiên bản điển hình có một cuộn dây quấn quanh một ống giấy với một vòi gần một đầu. Ăng-ten được kết nối với đầu gần vòi và chạm đất. Các cuộn cộng hưởng là từ vòi đến đầu kia. Cách duy nhất để RF có được cuộn dây cộng hưởng là khớp nối biến áp giữa hai phần của cuộn dây.
Olin Lathrop

2
@Doombot: Tôi cố tình tránh xa những vấn đề như vậy. OP có đủ nhầm lẫn chỉ cần hiểu cách thức hoạt động của tụ điện lý tưởng mà tôi cảm thấy đây không phải là lúc để giới thiệu các đặc tính không lý tưởng của các thành phần thực. Tôi đồng ý với bạn rằng những hiệu ứng này là có thật, nhưng chúng là một chủ đề quá tiên tiến cho câu hỏi này.
Olin Lathrop

8

Một tụ điện thường không phải là một bộ lọc ở tất cả.

Nó có thể tạo thành bộ lọc thông cao hoặc thông thấp, kết hợp với điện trở hoặc có thể tạo thành bộ lọc hoặc bộ lọc thông dải, kết hợp với cuộn cảm.

Trong bộ tinh thể, nếu sơ đồ bạn đang xem đủ cũ, có thể không có cuộn cảm nhìn thấy và không có lời giải thích tốt tại sao tụ hoạt động như một phần tử điều chỉnh.

Ở đây, thực tế còn thiếu là bản thân ăng-ten đã đóng vai trò là cuộn cảm, và những lời giải thích có thể không làm rõ điều đó bởi vì nó có thể không được các nhà văn hiểu rõ trước đó vào khoảng giữa những năm 1920.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.