Apakah kapasitor filter high-pass atau filter band-pass?

Ini telah menggangguku untuk sementara waktu sekarang ... Apakah kapasitor tunggal, dengan sendirinya, berperilaku sebagai filter high-pass atau filter band-pass?

Dalam set radio kristal, Anda menggunakan kapasitor tunggal sebagai elemen tuning, untuk memilih frekuensi radio mana yang akan diterima radio. Ini sangat menyiratkan bahwa kapasitor adalah filter band-pass.

Tetapi membaca Wikipedia, disarankan bahwa kapasitor sebenarnya adalah filter high-pass 1-tiang.

Yah, jelas itu tidak mungkin keduanya. Jadi yang mana?

(Poin bonus untuk siapa saja yang dapat menunjukkan kurva respons frekuensi aktual.)

capacitor filter

— Matematika Matematika
sumber

Saya pikir di radio kristal Anda menyetel kapasitor tangki LC, kapasitor bukan satu-satunya elemen.

— Samuel

Ini akan menjadi low pass jika Anda menghubungkan sinyal Anda ke ground dengan kapasitor; itu akan lulus tinggi jika kapasitor seri dengan sinyal. Jadi saya kira dengan kombinasi keduanya saya bayangkan Anda bisa membuat band-pass filter.

— Nick Williams

Z_{C} = 1 / (j ω C)

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

ω = 0

$\omega = 0$

\infty

$\infty$

ω \to \infty

$\omega \to \infty$

Pada kapasitor sendiri tidak melakukan apa-apa. Sebagai bagian dari rangkaian (yaitu, dengan komponen lain) itu dapat menjadi bagian dari filter low-pass, filter high-pass, filter takik, filter bandpass, atau apa pun, tergantung pada sisa rangkaian.

— Pete Becker

Sementara relevan hanya untuk pertanyaan-pertanyaan yang berbeda secara substansial yang mungkin berbagi judul Anda, induktansi jika kapasitor praktis memberikannya frekuensi resonansi diri.

— Chris Stratton

Kapasitor dengan sendirinya bukan filter sama sekali, tidak lulus tinggi, lulus rendah, atau apa pun.

Kapasitor dapat digunakan sebagai bagian dari filter high pass, low pass, atau band pass, tergantung pada bagaimana itu terhubung ke bagian lain . Misalnya, kapasitor dengan resistor dapat berupa filter lulus tinggi:

atau filter low pass:

Bersama-sama dengan induktor dan beberapa impedansi tambahan (diwakili oleh resistor), itu bisa menjadi band pass filter:

Atau filter penolakan band:

Radio kristal bekerja seperti filter pass band kiri. C1 dan L1 membentuk tangki resonansi yang memiliki impedansi tinggi pada frekuensi resonansi dan impedansi rendah pada frekuensi lain. Bahkan itu sendiri bukan filter, karena hanya impedansi yang berubah bukanlah filter. Ini adalah impedansi berubah yang bekerja melawan beberapa impedans lain yang membentuk pembagi tegangan yang kemudian membuat filter. Dalam contoh di atas, R1 adalah impedansi lainnya. Dalam radio kristal, itu adalah impedansi dari sinyal yang digabungkan ke L1 secara magnetis oleh koil antena. Dalam hal kumparan antena adalah yang utama dari transformator, dan L1 adalah yang sekunder, yang beresonansi pada frekuensi tertentu tergantung pada nilai yang disetel ke C1.

Ditambahkan tentang radio kristal:

Saya melihat dari komentar bahwa ada beberapa kebingungan tentang bagaimana kapasitor di radio kristal bekerja dan bagaimana radio seperti itu disetel. Ada beberapa cara berbeda untuk membuat radio kristal, tetapi saya akan tetap menggunakan konfigurasi yang sangat umum yang dapat Anda temukan di seluruh web, dan itu diterapkan oleh sebagian besar kit radio kristal:

Induktor adalah sebuah kumparan tunggal, biasanya berbentuk kawat magnet yang melingkar seperti gulungan kertas toilet. Koil pada dasarnya adalah sebuah transformator. Transformator primer adalah bagian kiri antara antena dan keran. Karena keran dibumikan, tidak ada aliran arus langsung antara dua bagian koil. Tegangan diinduksi di bagian kanan koil dengan aksi transformator. Satu- satunya cara agar sinyal keluar dari bagian kiri koil (primer transformator) ke bagian kanan (sekunder transformator), adalah dengan kopling magnetik antara dua bagian koil.

Trafo menciptakan tegangan yang lebih tinggi di ujung kanannya, meskipun pada impedansi yang lebih tinggi. Antena khas memiliki impedansi dalam kisaran 50-300 Ω, sedangkan radio kristal dimaksudkan untuk menggerakkan headphone gaya lama yang memiliki beberapa impedansi kΩ. Tegangan yang lebih tinggi pada impedansi yang lebih tinggi lebih cocok dengan headphone, dan memungkinkan daya yang sangat terbatas dari antena untuk digunakan lebih efisien.

Induktansi kumparan bersama dengan kapasitansi membentuk sirkuit tangki Q tinggi. Radio mengambil stasiun ketika kapasitor diatur sehingga tangki beresonansi pada frekuensi pembawa stasiun. Karena impedansi yang terbatas dari antena yang menggerakkan tangki seperti yang terlihat melalui transformator, dan impedansi headphone yang memuat output, kapasitor dan koil bersama-sama membentuk filter celah pita sempit.

— Olin Lathrop
sumber

Saya mengklik ini sebagai jawabannya, tetapi saya ingin menambahkan tautan berikut, sebagai sesuatu yang mungkin ingin dilihat oleh penanya untuk membantu memahami rangkaian analog pasif: falstad.com/circuit

— Jotorious

Singkatnya, kemudian, itu adalah kombinasi dari kapasitor dan induktor yang menjadikannya band-pass daripada hanya high-pass. Ini menjawab pertanyaan literal saya - namun pada saat yang sama, tampaknya ada sesuatu yang sangat salah dengan pemahaman saya tentang hal ini. Saya akan mencoba untuk menentukan di mana saya salah, dan mengajukan pertanyaan terpisah ...

— MathematicalOrchid

Pada contoh yang Anda berikan, ada sedikit atau tidak ada hubungan induktif timbal balik antara antena [panjang-kawat] dan koil tangki, sehingga tindakan transformator antara antena dan koil tangki akan sepele. Pada kenyataannya, tergantung pada panjang antena dan panjang gelombang RF yang disadap, itu akan terlihat seperti seri sumber tegangan yang terhubung ke tangki melalui impedansi yang resistif, kapasitif, atau induktif.

— EM Fields

@ EMFi: Saya memutar kembali hasil edit Anda untuk alasan yang telah kami diskusikan sebelumnya. Saya kemudian memperbaiki kesalahan ketik di "resistor", tetapi "band rejection filter" lebih masuk akal daripada "band reject filter". Sedangkan untuk radio kristal, Versi tipikal memiliki gulungan melilit tabung kertas dengan keran di dekat salah satu ujungnya. Antena terhubung ke ujung dekat keran, dan keran ke tanah. Koil resonansi berasal dari keran ke ujung lainnya. Satu- satunya cara RF untuk sampai ke koil resonansi adalah dengan kopling transformator antara dua bagian koil.

— Olin Lathrop

@Doombot: Saya sengaja menjauh dari masalah seperti itu. OP memiliki cukup banyak kebingungan hanya memahami cara kerja kapasitor ideal yang saya rasa ini bukan saatnya untuk memperkenalkan karakteristik non-ideal komponen nyata. Saya setuju dengan Anda bahwa efek ini nyata, tetapi terlalu tinggi untuk pertanyaan ini.

— Olin Lathrop

Kapasitor sendiri biasanya bukan filter sama sekali.

Ini dapat membentuk filter high-pass atau low-pass, bersama dengan resistor, atau dapat membentuk salah satu dari mereka atau filter bandpass, bersama dengan induktor.

Pada set kristal, jika skema yang Anda lihat sudah cukup tua, mungkin tidak ada induktor yang terlihat, dan tidak ada penjelasan yang baik mengapa kapasitor berfungsi sebagai elemen penyetelan.

Di sini, fakta yang hilang adalah bahwa antena itu sendiri bertindak sebagai induktor, dan penjelasannya mungkin tidak memperjelas karena mungkin tidak dipahami dengan baik oleh penulis sebelum sekitar pertengahan 1920-an.

— Brian Drummond
sumber