ตัวเก็บประจุเป็นฟิลเตอร์กรองความถี่สูงหรือฟิลเตอร์กรองความถี่

สิ่งนี้ได้ดักฟังฉันมาระยะหนึ่งแล้ว ... ตัวเก็บประจุตัวเดียวทำหน้าที่เป็นตัวกรอง high-pass หรือ band-pass filter หรือไม่?

ในชุดวิทยุคริสตัลคุณใช้ตัวเก็บประจุตัวเดียวเป็นองค์ประกอบจูนเพื่อเลือกความถี่วิทยุที่วิทยุจะได้รับ นี่แสดงนัยอย่างยิ่งว่าตัวเก็บประจุเป็นตัวกรองแบนด์วิดท์

แต่การอ่าน Wikipedia แนะนำว่าตัวเก็บประจุเป็นตัวกรอง high-pass 1 ขั้ว

เห็นได้ชัดว่ามันไม่สามารถเป็นได้ทั้งคู่ แล้วมันคืออะไร?

(คะแนนโบนัสสำหรับทุกคนที่สามารถชี้ไปที่กราฟการตอบสนองความถี่ที่แท้จริง)

capacitor filter

— MathematicalOrchid
แหล่งที่มา

ฉันคิดว่าในคริสตัลเรดิโอตั้งค่าให้คุณปรับตัวเก็บประจุของถัง LC ตัวเก็บประจุไม่ได้เป็นองค์ประกอบเดียว

— ซามูเอล

มันจะเป็นสัญญาณต่ำถ้าคุณต่อสัญญาณกับกราวด์กับตัวเก็บประจุ มันจะเป็นพาสที่สูงถ้าตัวเก็บประจุอยู่ในอนุกรมกับสัญญาณ ดังนั้นฉันเดาว่าด้วยการรวมกันของสองอย่างที่ฉันคิดว่าคุณสามารถสร้างตัวกรองสัญญาณผ่านได้

— นิควิลเลียมส์

Z_{C} = 1 / (j ω C)

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

ω = 0

$\omega = 0$

\infty

$\infty$

ω \to \infty

$\omega \to \infty$

ตัวเก็บประจุไม่ได้ทำอะไรเลย เป็นส่วนหนึ่งของวงจร (เช่นกับส่วนประกอบอื่น ๆ ) มันสามารถเป็นส่วนหนึ่งของ low-pass filter, high-pass filter, notch filter, bandpass filter หรืออะไรก็ตามขึ้นอยู่กับส่วนที่เหลือของวงจร

— Pete Becker

ในขณะที่เกี่ยวข้องกับคำถามที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญซึ่งอาจแบ่งปันชื่อของคุณตัวเหนี่ยวนำถ้าตัวเก็บประจุในทางปฏิบัติให้มันเป็นความถี่พ้องในตัวเอง

— Chris Stratton

ตัวเก็บประจุด้วยตัวเองไม่ได้เป็นตัวกรองเลยไม่ว่าจะผ่านสูง, ผ่านต่ำหรืออะไรก็ตาม

ตัวเก็บประจุสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของการส่งผ่านสูงผ่านต่ำหรือตัวกรองผ่านวงดนตรีขึ้นอยู่กับวิธีการที่จะเชื่อมต่อกับส่วนอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นตัวเก็บประจุที่มีตัวต้านทานสามารถเป็นตัวกรองผ่านสูง:

หรือตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำ:

เมื่อรวมกับตัวเหนี่ยวนำและความต้านทานเพิ่มเติม (แสดงโดยตัวต้านทาน) ก็สามารถเป็นตัวกรองผ่านแถบ:

หรือตัวกรองการปฏิเสธวง:

วิทยุคริสตัลทำงานเหมือนตัวกรองผ่านแถบความถี่ด้านซ้าย C1 และ L1 ก่อตัวถังเรโซแนนท์ที่มีความต้านทานสูงที่ความถี่เรโซแนนท์และความต้านทานต่ำที่ความถี่อื่น แม้แต่ตัวมันเองก็ไม่ใช่ตัวกรองเพราะเพียงแค่ความต้านทานเปลี่ยนไม่ได้เป็นตัวกรอง มันคือการเปลี่ยนแปลงความต้านทานทำงานกับความต้านทานอื่น ๆ ที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้ตัวกรอง ในตัวอย่างด้านบน R1 เป็นอิมพีแดนซ์อื่น ๆ ในวิทยุคริสตัลมันเป็นความต้านทานของสัญญาณคู่กับ L1 สนามแม่เหล็กโดยขดลวดเสาอากาศ ในกรณีนั้นขดลวดเสาอากาศเป็นตัวหลักของหม้อแปลงและ L1 เป็นตัวรองซึ่งจะสะท้อนที่ความถี่เฉพาะขึ้นอยู่กับค่า C1 จะถูกปรับไป

เพิ่มเกี่ยวกับวิทยุคริสตัล:

ฉันเห็นจากความคิดเห็นว่ามีความสับสนเกี่ยวกับการทำงานของตัวเก็บประจุในวิทยุคริสตัลและวิธีการปรับวิทยุ มีวิธีที่แตกต่างกันที่วิทยุคริสตัลสามารถสร้างได้ แต่ฉันจะยึดติดกับการกำหนดค่าทั่วไปที่คุณสามารถหาได้ทั่วทั้งเว็บ

ตัวเหนี่ยวนำเป็นขดลวดเดี่ยวใช้ลวดแม่เหล็กบาดแผลรอบสิ่งที่คล้ายกับม้วนกระดาษชำระ carboard ขดลวดนั้นเป็นหม้อแปลง หม้อแปลงหลักคือส่วนด้านซ้ายระหว่างเสาอากาศและก๊อกน้ำ เนื่องจากก๊อกถูกต่อลงดินจึงไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลโดยตรงระหว่างสองส่วนของขดลวด แรงดันถูกเหนี่ยวนำในส่วนด้านขวาของขดลวดโดยการกระทำของหม้อแปลง เพียงวิธีการที่สัญญาณที่จะได้รับจากส่วนด้านซ้ายของขดลวด (หม้อแปลงหลัก) ในส่วนที่เหมาะสม (หม้อแปลงรอง) คือการมีเพศสัมพันธ์แม่เหล็กระหว่างสองส่วนของขดลวด

หม้อแปลงจะสร้างแรงดันที่สูงขึ้นที่ปลายด้านขวาแม้ว่าจะมีความต้านทานที่สูงขึ้น เสาอากาศทั่วไปมีความต้านทานอยู่ในช่วง 50-300 whereas ในขณะที่วิทยุคริสตัลมีจุดประสงค์เพื่อขับหูฟังแบบเก่าที่มีความต้านทานไม่กี่ k แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าที่ความต้านทานสูงกว่าจะเป็นการจับคู่ที่ดีกว่ากับหูฟังและช่วยให้สามารถใช้พลังงานที่ จำกัด จากเสาอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การเหนี่ยวนำของขดลวดพร้อมกับความจุในรูปแบบวงจรถัง Q สูง วิทยุจะรับสถานีเมื่อตัวเก็บประจุถูกปรับเพื่อให้ถังสะท้อนสัญญาณตามความถี่ของตัวส่งสัญญาณของสถานี เนื่องจากความต้านทาน จำกัด ของเสาอากาศขับรถถังตามที่เห็นผ่านหม้อแปลงและความต้านทานของหูฟังที่โหลดเอาต์พุตตัวเก็บประจุและขดลวดรวมกันเป็นตัวกรองผ่านแถบแคบ

— แลงทรอฟ
แหล่งที่มา

ฉันคลิกที่นี่เป็นคำตอบ แต่ฉันต้องการเพิ่มลิงค์ต่อไปนี้เป็นสิ่งที่ผู้ถามอาจต้องการดูเพื่อช่วยให้เข้าใจวงจรแอนะล็อกแบบพาสซีฟ: falstad.com/circuit

— Jotorious

โดยสรุปแล้วมันคือการรวมกันของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำที่ทำให้มันผ่านแบนด์วิดท์มากกว่าเพียงแค่ผ่านสูง นี่ตอบคำถามที่แท้จริงของฉัน - แต่ในเวลาเดียวกันดูเหมือนว่ามีบางสิ่งผิดปกติอย่างมากกับความเข้าใจของฉันเกี่ยวกับสิ่งนี้ ฉันจะพยายามระบุตำแหน่งที่ฉันกำลังผิดและถามคำถามแยกต่างหาก ...

— MathematicalOrchid

ในตัวอย่างที่คุณให้มีการมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำร่วมกันเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยระหว่างเสาอากาศสายยาวกับขดลวดของถังดังนั้นการกระทำใด ๆ ของหม้อแปลงระหว่างเสาอากาศและขดลวดของถังจะไม่สำคัญ ในความเป็นจริงขึ้นอยู่กับความยาวของเสาอากาศและความยาวคลื่นของคลื่นความถี่วิทยุที่ดักมันจะมีลักษณะเหมือนชุดแรงดันไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับถังผ่านอิมพีแดนซ์ซึ่งเป็นตัวต้านทานตัวต้านทานหรืออุปนัย

— ฟิลด์ EM

@EMFi: ฉันย้อนกลับการแก้ไขของคุณด้วยเหตุผลที่เราพูดถึงก่อนหน้านี้ ฉันแก้ไขตัวพิมพ์ผิดใน "ตัวต้านทาน" แล้ว แต่ "ตัวกรองการปฏิเสธแบนด์" มีเหตุผลมากกว่า "ตัวกรองแบนด์ปฏิเสธ" สำหรับวิทยุคริสตัลรุ่นทั่วไปมีม้วนพันรอบหลอดกระดาษด้วยการแตะใกล้ปลายด้านหนึ่ง เสาอากาศเชื่อมต่อกับปลายใกล้กับก๊อกและแตะกับพื้น ขดลวดเรโซแนนท์มาจากการแตะจนถึงปลายอีกด้าน เฉพาะทางสำหรับ RF จะได้รับการขดลวดจังหวะคือการมีเพศสัมพันธ์หม้อแปลงระหว่างสองส่วนของขดลวด

— Olin Lathrop

@Doombot: ฉันจงใจหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว OP มีความสับสนมากพอที่จะเข้าใจว่าตัวเก็บประจุในอุดมคตินั้นทำงานอย่างไรฉันรู้สึกว่านี่ไม่ใช่เวลาที่จะแนะนำคุณสมบัติที่ไม่เหมาะของส่วนประกอบจริง ฉันเห็นด้วยกับคุณว่าเอฟเฟกต์เหล่านี้เป็นของจริง แต่มันก็เป็นหัวข้อขั้นสูงสำหรับคำถามนี้

— Olin Lathrop

ตัวเก็บประจุอย่างเดียวไม่ได้เป็นตัวกรอง แต่อย่างใด

มันสามารถสร้างตัวกรอง high-pass หรือ low-pass ร่วมกับตัวต้านทานหรือสามารถสร้างตัวกรองเหล่านั้นหรือตัวกรอง bandpass ร่วมกับตัวเหนี่ยวนำ

ในชุดคริสตัลหากแผนผังของคุณที่คุณดูเก่าพออาจไม่มีตัวเหนี่ยวนำที่มองเห็นได้และไม่มีคำอธิบายที่ดีว่าทำไมตัวเก็บประจุทำงานเป็นองค์ประกอบการปรับแต่ง

ความจริงที่ขาดหายไปก็คือเสาอากาศนั้นทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำและคำอธิบายอาจไม่ชัดเจนเนื่องจากนักเขียนอาจไม่เข้าใจดีมาก่อนในช่วงกลางทศวรรษที่ 1920

— Brian Drummond
แหล่งที่มา