9. Filtry a mezní kmitočet
Kondenzátor pouští vysoké frekvence a blokuje nízké; cívka naopak. Když se to spojí s rezistorem do děliče, vznikne filtr — dělič, jehož dělicí poměr závisí na frekvenci. Je to nejpoužívanější obvod v elektronice hned po samotném děliči.
dolní propust — pouští nízké · mezní kmitočet 1,59 kHz · tam projde 70,7 % (−3,01 dB) · sklon za mezí −20 dB/dekádu
fc = 12πRC |H| = 1√(1 + (f/fc)²)dolní propust RC
Decibely, protože jinak se to nedá kreslit
Přenos se udává v decibelech: dB = 20·log₁₀(U₂/U₁). Stojí za to znát tři hodnoty nazpaměť:
| poměr | dB | poznámka |
|---|---|---|
| 1 | 0 | beze změny |
| 0,707 | −3 | mezní kmitočet, poloviční výkon |
| 0,1 | −20 | jedna dekáda za mezí |
Že −3 dB znamená poloviční výkon a ne poloviční napětí, je nejčastější zmatek. Napětí klesne na 0,707, ale výkon jde s druhou mocninou, tedy na 0,5. Přesně vzato je to −3,01 dB.
Past, do které se snadno spadne. Sklon 20 dB na dekádu platí až
daleko za mezí. První dekáda od mezního kmitočtu dá jen 17 dB, protože křivka teprve
přechází do asymptoty. Kdo si to na Bodeho diagramu odečte od mezní frekvence, splete se o 3 dB —
a testy tohohle nástroje si to hlídají.
Čtyři základní filtry
- Dolní propust RC (R do série, C na zem): pouští pomalé. Vyhlazování, antialiasing.
- Horní propust RC (C do série, R na zem): pouští rychlé. Odstraní stejnosměrnou složku.
- Pásmová propust: obojí za sebou, nebo rezonanční obvod z kapitoly 7.
- Pásmová zádrž: naopak — vyřízne úzké okolí jedné frekvence, třeba síťových 50 Hz.
Postav si to
RC dolní propust v kalkulačce. Pusť rozmítání a najdi na křivce bod −3 dB.