コンデンサはハイパスフィルターですか、それともバンドパスフィルターですか?


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これはしばらくの間私を悩ませてきました...単一のコンデンサは、それ自体で、ハイパスフィルターまたはバンドパスフィルターとして動作しますか?

クリスタルラジオセットでは、単一のコンデンサをチューニング要素として使用して、ラジオが受信する無線周波数を選択します。これは、コンデンサがバンドパスフィルターであることを強く示唆しています。

しかし、ウィキペディアを読むと、コンデンサは実際には1極のハイパスフィルターであることが示唆されています。

まあ、明らかに両方にすることはできません。それでどちらですか?

(実際の周波数応答曲線を指すことができる人にはボーナスがポイントします。)


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クリスタルラジオセットでは、LCタンクのコンデンサーを調整すると思いますが、コンデンサーだけが要素ではありません。
サミュエル

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コンデンサで信号をグランドに結合した場合、ローパスになります。コンデンサが信号と直列になっている場合、ハイパスになります。したがって、この2つの組み合わせを使用すると、バンドパスフィルターを作成できると思います。
ニックウィリアムズ

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一つの入力としてリードおよび出力などの他の理想的なコンデンサは、そのインピーダンスはハイパスフィルタであり。でω = 0インピーダンスは(すなわち、開回路= 0のゲイン)。ω ZC=1/jωCω=0インピーダンスが0(すなわち、短絡= 1の利得)に進みます。ただし、実際のコンデンサには寄生成分があるため、この理想的な周波数応答はありません。ω
ヌル

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それ自体では、コンデンサは何もしません。回路の一部として(つまり、他のコンポーネントを使用して)、回路の残りの部分に応じて、ローパスフィルター、ハイパスフィルター、ノッチフィルター、バンドパスフィルターなどの一部にすることができます。
ピートベッカー

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タイトルを共有する可能性のある実質的に異なる質問にのみ関連しますが、実用的なコンデンサが自己共振周波数を与える場合のインダクタンスです。
クリスストラットン

回答:


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コンデンサー自体はフィルターではなく、ハイパス、ローパス、その他のものでもありません。

コンデンサは、他の部品との接続方法に応じて、ハイパス、ローパス、またはバンドパスフィルターの一部として使用できます。たとえば、抵抗付きコンデンサはハイパスフィルターになります。

またはローパスフィルター:

インダクタといくつかの追加のインピーダンス(抵抗で表される)と共に、バンドパスフィルターにすることができます。

または帯域阻止フィルタ:

クリスタルラジオは、左バンドパスフィルターのように機能します。C1とL1は、共振周波数で高インピーダンスを持ち、他の周波数で低インピーダンスを持つ共振タンクを形成します。インピーダンスが変化するだけではフィルタではないため、それ自体はフィルタではありません。フィルターを作る分圧器を形成するのは、他のインピーダンスに対して作用する変化するインピーダンスです。上記の例では、R1は他のインピーダンスです。クリスタルラジオでは、アンテナコイルによって磁気的にL1に結合される信号のインピーダンスです。その場合、アンテナコイルは変圧器の一次コイルであり、L1は二次コイルであり、C1の値に応じて特定の周波数で共振します。

クリスタルラジオについて追加:

私はコメントから、水晶ラジオのコンデンサーがどのように機能し、そのようなラジオがどのように調整されるかについていくつかの混乱があることを見ます。クリスタルラジオはさまざまな方法で作成できますが、ウェブ全体で見られる非常に一般的な構成に固執します。これはほとんどのクリスタルラジオキットで実装されています。

インダクタは単一のコイルで、通常はカーボードのトイレットペーパーロールのようなものに巻き付けられたマグネットワイヤです。コイルは本質的に変圧器です。トランス一次側は、アンテナとタップの間の左側のセクションです。タップは接地されているため、コイルの2つのセクション間で電流が直接流れることはありません。変圧器の動作により、コイルの右側に電圧が誘導されます。ののみコイル(トランス一次)の左側部分から右側部分(変圧器二次)に到達する信号のための方法は、コイルの2つの部分間の磁気結合によるものです。

トランスは、インピーダンスは高くなりますが、右端で高い電圧を生成します。一般的なアンテナのインピーダンスは50〜300Ωの範囲ですが、クリスタル無線はインピーダンスが数kΩの古いスタイルのヘッドフォンを駆動することを目的としています。インピーダンスが高く、電圧が高いほど、ヘッドフォンへの適合性が高くなり、アンテナからの非常に限られた電力をより効率的に使用できます。

コイルのインダクタンスとキャパシタンスは、高Qタンク回路を形成します。タンクがステーションの搬送波周波数で共振するようにコンデンサが調整されると、ラジオがステーションをピックアップします。トランスを介してタンクを駆動するアンテナの有限インピーダンス、および出力をロードするヘッドフォンのインピーダンスにより、コンデンサとコイルが一緒になって狭帯域通過フィルタを形成します。


私は答えとしてこれをクリックし、私はアスカーは助けに見てみたいパッシブアナログ回路を理解するかもしれないというものとして、次のリンクを追加したい:falstad.com/circuit
Jotorious

要約すると、コンデンサとインダクタを組み合わせることで、単にハイパスではなくバンドパスになります。これは私の文字通りの質問に答えます-しかし同時に、このことについての私の理解には劇的な問題があるようです。私はどこが間違っているのかを特定し、別の質問をします
MathematicalOrchid

あなたが与えた例では、[長いワイヤ]アンテナとタンクコイルの間に相互誘導結合はほとんどないか、まったくないので、アンテナとタンクコイルの間の変圧器の動作は簡単です。実際には、アンテナの長さとアンテナがインターセプトするRFの波長に応じて、抵抗性、容量性、または誘導性のインピーダンスを介してタンクに直列接続された電圧源のように見えます。
EMフィールズ

@EMFi:以前に説明した理由により、編集をロールバックしました。その後、「抵抗」のタイプミスを修正しましたが、「帯域阻止フィルタ」は「帯域阻止フィルタ」よりも意味があります。クリスタルラジオについては、典型的なバージョンでは、一端にタップが付いた紙管にコイルが巻かれています。アンテナはタップ近くの端に接続され、タップは接地されます。共振コイルは、タップからもう一方の端までです。唯一の RF共振コイルを取得するための方法は、コイルの2つの部分の間のトランス結合によるものです。
オリンラスロップ

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@Doombot:私は意図的にそのような問題を避けました。OPは理想的なコンデンサがどのように機能するかを理解しているだけで十分な混乱があり、実際の部品の理想的でない特性を紹介する時ではないと感じました。これらの効果は本物であるが、この質問にはトピックが高度すぎるという点で同意します。
オリンラスロップ

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コンデンサーだけでは、通常はフィルターではありません。

抵抗と組み合わせてハイパスまたはローパスフィルタを形成するか、インダクタと組み合わせてこれらまたはバンドパスフィルタのいずれかを形成できます。

水晶セットでは、見ている回路図が十分に古い場合、インダクタが見えず、コンデンサがチューニング要素として機能する理由を説明できない可能性があります。

ここで、欠落している事実は、アンテナ自体がインダクタとして機能していたことであり、1920年代半ば頃以前に作家によってよく理解されていなかった可能性があるため、説明はそれを明確にしないかもしれません。

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