مرشحات RC
المناهج: Sek II, electronics courses
الهدف¶
قياس الاستجابة الترددية لمرشحَي RC للتمرير المنخفض والتمرير العالي.
التجهيز¶
المصدر: موجة جيبية، السعة 5 V (القيمة الفعالة 3.54 V)، 159.15 Hz، وهو تردد القطع للمرشحين. في الأسفل مرشح التمرير المنخفض: مقاومة 1 kΩ ثم مكثف 1 µF، والمخرج على المكثف. في الأعلى مرشح التمرير العالي: مكثف ثم مقاومة، والمخرج على المقاومة. على المخرجين فولتميتران في وضع AC.
خطوات العمل¶
- سجّل جهد المخرج لكل من المرشحين.
- اضبط بالتتابع 20 و50 و100 و300 و500 و1000 Hz، وسجّل جهدي المخرجين عند كل تردد.
- ارسم منحنيات النسبة \(U_{out} / U_{in}\) بدلالة التردد. اعتبر \(U_{in}\) الجهد الفعال للمصدر، 3.54 V.
النتيجة المتوقعة
عند تردد القطع \(f = 1 / (2\pi RC)\) ≈ 159 Hz يبلغ جهد كل من المخرجين نحو 2.50 V، أي 0.71 من جهد الدخل. عند 20 Hz: مرشح التمرير المنخفض نحو 3.5 V، ومرشح التمرير العالي نحو 0.44 V. عند 1000 Hz: مرشح التمرير المنخفض نحو 0.56 V، ومرشح التمرير العالي نحو 3.5 V.
الأسئلة¶
- أي المرشحين يناسب إزالة الضوضاء عالية التردد من إشارة مستشعر؟
- كيف يتغير تردد القطع إذا استُخدم مكثف 0.1 µF؟
الإجابات
- مرشح التمرير المنخفض. فهو يمرر التغيرات البطيئة للإشارة دون تغيير تقريبًا، نحو 3.5 V من 3.54 V عند 20 Hz، ويُضعف السريعة: عند 1000 Hz لا يبقى إلا نحو 0.56 V. ويُختار تردد القطع أعلى من ترددات الإشارة المفيدة وأدنى من ترددات الضوضاء.
- يرتفع عشر مرات: \(f = 1 / (2\pi RC)\) = 1 / (2π · 1 kΩ · 0.1 µF) ≈ 1.59 kHz.