Конденсатор - це високочастотний фільтр або смуговий фільтр?

Це вже давно клопоче мене ... Чи поодинокий конденсатор, сам по собі, поводиться як фільтр високої прохідності або смуговий фільтр?

У кристалічному радіоприймачі ви використовуєте один конденсатор як елемент настройки, щоб вибрати, яку радіочастоту радіо прийме. Це рівно означає, що конденсатор - це смуговий фільтр.

Але читаючи Вікіпедію, передбачається, що конденсатор - це фактично 1-полюсний високочастотний фільтр.

Ну, очевидно, це не може бути і те й інше. Так що це?

(Бонусні бали для всіх, хто може вказати на фактичну криву частоти відгуку.)

capacitor filter

— Математична орхідея
джерело

Я думаю, що в кристалічних радіоприймачах ви налаштовуєте конденсатор ємності LC, конденсатор - не єдиний елемент.

— Самуїл

Це було б низьким проходом, якщо ви з'єднаєте ваш сигнал із землею з конденсатором; було б високим проходом, якби конденсатор був у послідовності з сигналом. Тож, мабуть, при поєднанні двох цих варіантів я б уявив, що ви зможете зробити смуговий фільтр.

— Нік Вільямс

Z_{C} = 1 / (j ω C)

$Z_C = 1/(j\omega C)$

ω = 0

$\omega = 0$

\infty

$\infty$

ω \to \infty

$\omega \to \infty$

Сам по собі конденсатор нічого не робить. У складі ланцюга (тобто з іншими компонентами) він може бути частиною низькочастотного фільтра, високочастотного фільтра, виїмного фільтра, смугового фільтра або будь-якого іншого, залежно від решти ланцюга.

— Піт Бекер

Хоча це стосується лише суттєво різних питань, які можуть поділитися вашою назвою, індуктивність, якщо практичний конденсатор надає йому саморезонансну частоту.

— Кріс Страттон

Конденсатор сам по собі - це не фільтр, ні високий прохід, низький прохід, ні щось інше.

Конденсатор можна використовувати як частину високочастотного, низькочастотного або смугового фільтра, залежно від того, як він підключений до інших частин . Наприклад, конденсатор з резистором може бути високочастотним фільтром:

або фільтр низьких частот:

Разом з індуктором та деяким додатковим опором (представленим резистором) це може бути смуговий фільтр:

Або фільтр відхилення смуги:

Кришталеве радіо працює як лівий смуговий фільтр. C1 і L1 утворюють резонансний резервуар, який має високий опір на резонансній частоті і низький імпеданс на інших частотах. Навіть це від itelf - це не фільтр, оскільки просто зміна імпедансу - це не фільтр. Саме змінюючий опір, що працює проти деякого іншого опору, формує дільник напруги, який потім робить фільтр. У наведеному вище прикладі R1 - це інший опір. У кристалічному радіо - це імпеданс сигналу, з'єднаного з L1 магнітно котушкою антени. У цьому випадку антена котушки є первинною частиною трансформатора, а L1 - вторинною, яка резонує на певній частоті залежно від значення С1.

Додано про кристалічне радіо:

З коментарів я бачу, що є деяка плутанина щодо того, як працює конденсатор у кристалічному радіо і як таке радіо налаштоване. Існують різні способи виготовлення кристалічного радіо, але я буду дотримуватися дуже поширеної конфігурації, яку ви можете знайти в Інтернеті, і це реалізовано більшістю кристалічних радіо наборів:

Індуктор являє собою одинарну котушку, звичайно магнітопровід, накручений навколо чогось на кшталт картонного рулону туалетного паперу. Котушка по суті є трансформатором. Первинним трансформатором є лівий ділянку між антеною та краном. Оскільки кран заземлений, між двома секціями котушки немає прямого потоку струму. Напруга індукується в правій частині котушки трансформаторною дією. Тільки шлях для сигналу , щоб отримати від лівої частини котушки (первинна обмотка трансформатора) до правої частини (вторинна обмотка трансформатора), є магнітного зв'язку між двома частинами котушки.

Трансформатор створює більш високу напругу на правому кінці, хоча і при більш високому опорі. Типові антени мають імпеданс у діапазоні 50-300 Ом, тоді як кришталевий радіоприймач призначений для керування навушниками старого стилю, що мають імпеданс у кілька кОм. Більш висока напруга при більшій опорі - це краще відповідність навушникам, і дозволяє ефективніше використовувати дуже обмежену потужність антени.

Індуктивність котушки разом з ємністю утворюють ланцюг високого Q резервуара. Радіо приймає станцію, коли конденсатор налаштований так, що резервуар резонує на несучій частоті станції. Завдяки кінцевому опору антени, що приводить в рух цистерну, як видно через трансформатор, і імпедансу навушників, що завантажують вихід, конденсатор і котушка разом утворюють вузький смуговий фільтр.

— Олін Латроп
джерело

Я натиснув на це як відповідь, але хотів додати наступне посилання, як щось, на що запитувач може захотіти розібратися, щоб допомогти зрозуміти пасивні аналогові схеми: falstad.com/circuit

— Jotorious

Якщо підсумовувати, то саме комбінація конденсатора та індуктора робить його смуговим, а не просто високим. Це відповідає на моє буквальне запитання - але водночас здається, що в моєму розумінні цього матеріалу є щось кардинально не так. Я спробую точно визначити, де я помиляюся, і задати окреме запитання ...

— MathematicalOrchid

У прикладі, який ви навели, взаємної індуктивної зв'язку між антеною [довгопровідної] та котушкою цистерни є мало або взагалі немає, тому будь-яка дія трансформатора між антеною та котушкою резервуара буде тривіальною. Насправді, залежно від довжини антени та довжини хвилі ВЧ, яку вона перехоплює, це буде виглядати як джерело напруги, з'єднане з резервуаром через імпеданс, який є резистивним, ємнісним або індуктивним.

— Е. М. Поля

@EMFi: я відмовив вашу редакцію з причин, про які ми говорили раніше. Потім я зафіксував помилку в "резисторі", але "фільтр відхилення смуги" має більше сенсу, ніж "фільтр відхилення смуги". Що стосується кристалічного радіо, типова версія має котушку, обгорнуту навколо паперової трубки з краном біля одного кінця. Антена підключається до кінця біля крана, а крана - до землі. Резонансна котушка знаходиться від крана до іншого кінця. Тільки шлях для РФ , щоб дістатися до резонансної котушки з допомогою трансформатора зв'язку між двома частинами котушки.

— Олін Латроп

@Doombot: Я навмисно тримався осторонь таких питань. ОП має достатню плутанину, просто розуміючи, як працюють ідеальні конденсатори, я вважав, що це не час для впровадження неідеальних характеристик реальних компонентів. Я погоджуюся з вами, що ці ефекти справжні, але вони занадто розвинені теми для цього питання.

— Олін Латроп

Сам конденсатор зазвичай взагалі не є фільтром.

Він може утворювати або високочастотний або низькочастотний фільтр спільно з резистором, або він може утворювати будь-який із них або смуговий фільтр спільно з індуктором.

У кристалічному наборі, якщо ваша схема, яку ви дивитесь, достатньо стара, може бути не видно індуктора, і немає хорошого пояснення, чому конденсатор працює як тюнінг-елемент.

Тут, відсутнім фактом є те, що сама антена виступала в ролі індуктора, і пояснення, можливо, не дають про це зрозуміти, оскільки письменники, можливо, не були добре зрозумілі раніше приблизно в середині 1920-х.

— Брайан Драммонд
джерело