Czym jest filtr RC? Jak działa i co warto o nim wiedzieć?

[Komentator]

Filtr RC to hasło, które pojawiło się już w naszym kursie elektroniki. Wspominaliśmy tam, że pewne połączenie rezystora i kondensatora może stać się niezwykle przydatnym filtrem. Pora wyjaśnić co to dokładnie oznacza, czym jest filtr RC, kiedy może się przydać i jak powinno się go w praktyce używać!

UWAGA, to tylko wstęp! Dalsza część artykułu dostępna jest na blogu.

Przeczytaj całość »

Poniżej znajdują się komentarze powiązane z tym wpisem.

[SOYER]

Brawo i dziękuję za ten artykuł. Naprawdę fajne wytłumaczenie zasady działania, chyba jednego z najprostszych układów, a jak potrzebnych w każdym urządzeniu elektronicznym. 

Mnie zaciekawiło skąd w układzie zasilanym prądem stałym, ten prąd zmienny, bo mnie zmienny kojarzy się z AC230:-), a przecież te skoki od 0 do 5V to już zmienny tak?

Chętnie bym poczytał jakieś rozwinięcie tego tematu, ale w formie i treści dla początkujących, a wraz z kolejnymi odcinkami już mniej początkujących...:-)

Pozdrawiam autora.

[Treker (Damian Szymański)]

@SOYER cieszę się, że artykuł się przydał  Prąd zmienny to nie to samo co prąd przemienny - dość dobrze obrazuje to wykres umieszczony na Wikipedii. W tym przypadku chodzi po prostu o sygnał, który zmienia się w czasie - tutaj są to akurat bardzo szybkie zmiany stanu (drgania styków), które powstają np. po wciśnięciu przycisku.

14 minut temu, SOYER napisał:

Chętnie bym poczytał jakieś rozwinięcie tego tematu, ale w formie i treści dla początkujących, a wraz z kolejnymi odcinkami już mniej początkujących...:-)

Na razie szykujemy jeszcze analogiczny artykuł na temat filtru LC, a później zobaczymy

[SOYER]

Myślałem nad najprostszymi przykładami użycia, do czego można użyć, jak to zrobić i co to daje w tych konkretnych przykładach. 

Można by to potraktować jak jakieś tam uzupełnienie kursów Arduino, budowy robotów, czy elektroniki. Używamy w tych kursach jakieś czujniki, moduły, wiec chętnie poczytamy jak "usprawnić" ich pracę przy pomocy ww. filtrów. Lepsze zasilanie, dokładniejsze odczyty, stabilniejsze działanie... 

[zook]

3 godziny temu, Treker napisał:

Na razie szykujemy jeszcze analogiczny artykuł na temat filtru LC, a później zobaczymy

Są szanse na filtry cyfrowe w kontescie przetworników? Czy to muszę jednak trochę zbyt poważny temat? Pytam bo w sumie nie mam wyczucia.

[Treker (Damian Szymański)]

@zook na ten moment nie mamy tego w planach, ale kto wie  Najlepiej będzie, gdy opiszesz trochę dokładniej swój pomysł na ten artykuł w wątku na z propozycjami tematów.

@SOYER dwa najpopularniejsze przykłady zostały przedstawione już w artykule. Filtry RC przydają się szczególnie przy eliminacji drgań styków - zachęcam, aby z tego korzystać. Pomyślimy jednak jeszcze nad tym tematem, może w przyszłości coś przygotujemy poradnik z większą liczbą przykładów 

[BartWWY]

Chyba nie ma sensu? 

[Gieneq]

@BartWWY w jednym napisane jest że dolnoprzepustowy - przepuszcza niskie częstotliwości, ale górnoprzepustowy blokuje niskie częstotliwości (innymi słowy przepuszcza wysokie). Wygląda na to że jest ok  

[EagleEye]

" Z kolei za rezystorem, między wyjściem a masą, jest miejsce dla kondensatora. Kondensator ma tę cechę, że w połączeniu szeregowym przepływa przez niego tylko prąd zmienny"

Jakie znaczenie ma tu prąd zmienny, jeśli cały czas pracujemy z prądem stałym?

Ponadto, wygląda że ten kondesator wpięty jest równolegle.

[Gieneq]

Dnia 6.03.2021 o 12:01, EagleEye napisał:

Jakie znaczenie ma tu prąd zmienny, jeśli cały czas pracujemy z prądem stałym?

Prąd zmienny nie jest tym samym co przemienny - sinusoidalny, który jest w sieci energetycznej. Tu chodzi o zmiany napięcia stałego, np. poprzez wciśnięcie przycisku, zakłócenia "z powietrza", długie przewody zasilające. Przykładem sygnału zmiennego będzie też muzyka analogowa na wyjściu słuchawkowym. Sygnały te są o tyle różne od napięcia przemiennego, że składają się z wielu tzw. harmonicznych czyli składowych sinusoidalnych.

Jeżeli te harmoniczne trafią na kondensator to przez swój charakter zmienny "przedostaną się" wykonają jakąś pracę, elektrony zbiorą się na okładce i prąd popłynie. Zaś składowa stała, która nie jest w stanie doładować już naładowanego kondensatora, ani go rozładować "ominie" kondensator.

[Majster_Luk]

 

Na załączonym zdjeciu zwróćmy uwagę na opornik R1 podłączony do dodatniej szyny. 

 

Moje pytanie:

Czy w układzie tym nie obyłoby  się bez tego opornika i podłączenia do Vcc? 

 

[Gieneq]

@Majster_Luk tak można pominąć ten rezystor, wewnętrzny pullup załatwi sprawę. Niemniej często dla wygody daje się zewnętrzny rezystor, jest tak np na płytkach Nucleo:

Filtr RC w większości przypadków sprawdza się bez szczegółowego policzenia, więc równoległe połączenie takich rezystorów mocno nie wpływa na działanie, choć warto wiedzieć jak co się liczy.

[Majster_Luk]

5 godzin temu, Gieneq napisał:

@Majster_Luk tak można pominąć ten rezystor, wewnętrzny pullup załatwi sprawę. Niemniej często dla wygody daje się zewnętrzny rezystor, jest tak np na płytkach Nucleo:

Filtr RC w większości przypadków sprawdza się bez szczegółowego policzenia, więc równoległe połączenie takich rezystorów mocno nie wpływa na działanie, choć warto wiedzieć jak co się l

Trudno uwierzyć że mogą być takie zakłucenia ze trzeba,, pomóc utrzymac"  stan wysoki sygnału takim podłączeniem. 

Ale teraz to rozumiem

Bardzo dziękuję

Edytowano Marzec 22, 2021 przez Gieneq

[kaminski-tomek]

Hej, dzięki za artykuł!

Mam pytanie - napisane jest, że:

Cytat

Jako rezystor R należy podstawić całą wypadkową rezystancję, która przeładowuje kondensator.

Jak to się ma do przykładu, w którym mamy rezystor podciągający 10K?  On chyba też powinien brać "udział" w podanym wzorze na częstotliwość, bo przecież przez niego też się ładuje kondensator, prawda? I czy wtedy podane uniwersalne pary rezystor - kondensator nie biorą w łeb przy takiej konfiguracji?

 

Pozdrawiam,
Tomek

[Gieneq]

@kaminski-tomek akurat ostatnio zabrałem się, za pisanie serii o filtrach analogowych, ale jeszcze nie jest opublikowana.

Filtry w ogólności analizuje się podając na wejście przebieg sinusoidalny - jedna częstotliwość i patrzy się jak wychodzi na wyjściu. Jest to wygodne bo jak znajdziesz częstotliwość minimalną to całej reszty też nie potrzebujesz - działanie filtru dolnoprzepustowego.

Tu np. widać że co 2us jest szpilka, ale nie jest to przebieg 500kHz tylko dużo większa częstotliwość związana nagle urwanymi ostrymi krawędziami.

Ale wracając do pytania - jeżeli przebieg napięcia wejściowego składa się z 2 części i twój układ ewidentnie ma część AC i DC to:

• trasę przebiegu zmiennego analizujemy osobno - zwieramy wszystkie źródła napięcia DC, kondensatory są zwarciami,
• trasę przebiegu stałego analizujemy osobno - zwieramy wszystkie źródła napięcia AC, kondensatory są rozwarciami.

Może to wyglądać w ten sposób:

Rozbijam to na 2 przypadki, gdy płynie prąd stały i prąd zmienny:

AC: rezystor 10k jest zwarty do masy bo w tym przupadku źródła napięcia stałego zwieramy do masy, kondensator (zakładamy że jesteśmy w paśmie przepustowym) jest zwarciem, wiec cały sygnał trafia do masy przez równolegle połączone 10k||1k a na wyjściu jest zwarcie do masy.

Z praktyki wynika, że jak łączysz równolegle rezystory o dużej różnicy rezystancji - tak jak tu aż 10x (o rząd wielkości więcej) to ten większy ma znikomy wpływ na ten mniejszy wiec można przyjąć że 10k się nie liczy.

DC: Tu nie ma kondensatora bo dla prądu stałego jest rozwarciem, w układzie są tylko 2 rezystory, które zapewniają stały przepływ prądu.

 

 

Edytowano Kwiecień 5, 2022 przez Gieneq