RC фильтр- принцип работы и расчет

Электроника начинающим

Всем привет  🙂

В этой статье мы с Вами будем изучать очередное электронное устройство под названием RC-фильтр.

Думаю Вы все уже догадались, что буквы R и C здесь означают резистор и конденсатор. Да-да, все предельно просто- в нем используется всего лишь пара простейших радиодеталек. Схематично он выглядит вот так:

На данной схеме показан фильтр нижних частот (условно ФНЧ), выполненный как раз по схеме RC-фильтра. Эта схема пропускает все частоты, начиная с нуля и «обрезая» высокие частоты (ВЧ) на частоте среза. Саму частоту среза легко можно рассчитать по формуле 1 / 2*π*R*C, где частота в герцах, π=3.14, сопротивление в Омах, а емкость в фарадах.

Как видим все предельно просто и надежно, однако здесь есть существенный недостаток- это потери сигнала.
На рисунке показан так называемый ФНЧ 1-го порядка, и от «порядка» зависит крутизна среза. Для ФНЧ 1-го порядка она будет равна 6 дБ на октаву.

Для фильтра 2-го порядка крутизна спада АЧХ будет уже 12 дБ/окт.

Для фильтра 3-го порядка 18 дб/окт соответственно.

Как мы видим- чем выше порядок, тем лучше срез, однако при этом мы и часть входного сигнала также теряем. Поэтому в большинстве радиолюбительских конструкций либо выше второго порядка редко поднимаются, либо применяют дополнительные цепи усиления.

Ну и, так сказать, в качестве примера, вот схема практического применения ФНЧ на основе RC-фильтра:

Это схема активного автомобильного сабвуфера. Сам усилитель выполнен на микросхеме TDA7240, а ФНЧ здесь состоит из элементов: R1, R2, R3, C1, C2ю Частота среза находится в районе 300Гц