RC filtreleri

Öğretim programları: Sek II, electronics courses

Tam sürümü aç ↗

Amaç

RC alçak geçiren ve yüksek geçiren filtrelerin frekans yanıtlarını ölçmek.

Düzenek

Kaynak: sinüs, genlik 5 V (etkin değer 3,54 V), 159,15 Hz — filtrelerin kesim frekansı. Altta — alçak geçiren filtre: 1 kΩ'luk bir direnç, ardından 1 µF'lık bir kondansatör, çıkış kondansatörün uçlarından. Üstte — yüksek geçiren filtre: bir kondansatör, ardından bir direnç, çıkış direncin uçlarından. Çıkışlarda AC modunda voltmetreler.

İşlem basamakları

1. Her iki filtrenin çıkış gerilimlerini kaydedin.
2. Sırayla 20, 50, 100, 300, 500 ve 1000 Hz ayarlayın ve her frekansta iki çıkışı da kaydedin.
3. \(U_{out} / U_{in}\) oranının frekansa göre grafiklerini çizin. \(U_{in}\) olarak kaynağın etkin gerilimini, 3,54 V'u alın.

Beklenen sonuç

Kesim frekansında, \(f = 1 / (2\pi RC)\) ≈ 159 Hz, her iki çıkış da yaklaşık 2,50 V'tur — girişin 0,71'i. 20 Hz'de: alçak geçiren — yaklaşık 3,5 V, yüksek geçiren — yaklaşık 0,44 V. 1000 Hz'de: alçak geçiren — yaklaşık 0,56 V, yüksek geçiren — yaklaşık 3,5 V.

Sorular

1. Bir sensör sinyalindeki yüksek frekanslı gürültüyü gidermek için hangi filtre uygundur?
2. 0,1 µF'lık bir kondansatör kullanılırsa kesim frekansı nasıl değişir?

Cevaplar

1. Alçak geçiren filtre. Sinyalin yavaş değişimlerini neredeyse değiştirmeden geçirir, 20 Hz'de 3,54 V'un yaklaşık 3,5 V'unu; hızlı değişimleri ise zayıflatır: 1000 Hz'de yalnızca yaklaşık 0,56 V kalır. Kesim frekansı, yararlı sinyalin frekanslarının üstünde, gürültünün frekanslarının altında seçilir.
2. On kat artar: \(f = 1 / (2\pi RC)\) = 1 / (2π · 1 kΩ · 0,1 µF) ≈ 1,59 kHz.