فیلتر های r/c

[emami]

با سلام خدمت دوستان عزیز.
با توجه به اینکه مسابقات رباتهای فوتبالیست امسال با توپ های پالسی برگزار می شود لازم دیدم توضیحاتی را درباره ی فیلتر های RC و نحوه ی طراحی و محاسبات آنها بدهم.
خوب همانطور که می دانید یا تا الان دیگه حتما متوجه شدید.این مدارات از دو قطعه ی R مقاومت و C خازن تشکیل می شوند.هر چند در این مدارات از قطعات دیگری هم می توان استفاده کرد ولی آنها به این نام خوانده می شوند.
درباره ی مقاومت که خوب توضیحی ندارم که بدم.اما واسه شروع از خازن آغاز میکنم...
خارج از تعریف دبیرستانی خازن،وقتی به یک خازن یک ولتاژ DC را اعمال می کنیم.یک جریان از خازن عبور وخازن شروع به شارژ می کند.تا زمانی که به اندازه ی اون ولتاژ شارژ بشه در این لحظه جریان قطع می شود.در این حالت اگر ولتاژ دو سر خازن را کم کنیم خازن دشارژ می شود له همین منوال تا ولتاژ جدید.
حالا اگر خازن را در مداری قرار بدهیم که یک فرکانس(کم و زیاد شدن مرتب ولتاژ) به آن اعمال شود.خازن هم به طور مرتب شارژ و دشارژ می شود.در این حالت جریان خازن وابسته به مقاومت داخلی آن(اهم) است .این مقاومت داخلی تحت عنوان رکتانس خازن شناخته می شود و با Xc نشان داده می گردد.
بر خلاف مقاومت ها که مقدار ثابتی دارند.مقاومت خازن ها وابسته به فرکانس آنهاست.یعنی وقتی فرکانس زیاد می شود مقاومت آنها کاهش میابد و وقتی فرکانس کاهش می یابد مقاومت آنهاد افزایش میابد.
این قضیه به خاطر عبور الکترون ها از یک صفحه ی خازن به صفحه ی دیگر می باشد.زمانی فرکانس افزایش می یابد سرعت انتقال الکترونها از یک صفحه به صفحه ی دیگر افزایش میابد.که این باعث کاهش مقاومت داخلی می شود.
همانطور که بیان شد و در شکل زیر می بینید مقاومت داخلی خازن با علامت Xc و بر حسب اهم بیان می شود و وابسته به فرکانس و مقدار خازن است .

به عنوان مثال رکتانس یک خازن 220nF در فرکانس های 1KHz و 20KHz در زیر محاسبه شده است.



از این فرمول برای محاسبات دیگری هم می توان استفاده کرد.
به عنوان مثال فرکانس که در آن یک خازن 2.2uF مقاومت 200 اهم داشته باشد.

یا خازنی که در فرکانس 50 هرتز مقاومت 200 اهم داشته باشد.

حتما تا الان متوجه شدید که خازن ها در فرکانس ها پایین به صورت مدار باز و در فرکانس های بالا به صورت مدار بسته عمل می کنند.البته میزان بالا و پایینی فرکانس وابسته به مقدار خازن است.

[siavash esteki]

یعنی در اصل میایم فرکانس رو تبدیل به یه سطح ولتاژ dcمیکنیم؟؟؟
شارژ کردن خازن نیاز به جریان داره،یه سنسور IR این جریان رو میده؟

[emami]

همه دوستان حتما می دونن که مدار زیر به مدار تقسیم ولتاژ معروف است و به نسبت R2و R1 ولتاژ ورودی را بین اونا تقسیم می کند.(مطابق فرمول زیر)




خوب حالا کافیه به جای R2 یا R1 خازن را قرار دهیم تا فیلتر های بالا گذر و پایین گذر بسازیم.



فیلتر پایین گذر در فرکانس های مختلف





فیلتر بالا گذر در فرکانس های مختلف

[mohammad_robotic]

میشه با فیلتر rlc این کار را کرد.....؟

[mohamad.nasr]

به نظر من که کار اشتباهیه بخواییم از سلف استفاده کنیم ، چون به هر حال جریان کشی داره و بعید می دونم توان سنسور بالا باشه که بشه ازش استفاده کرد...
البته باید دید چه مداری واسش طراحی میشه

[emami]

بله دوست عزیر .با فیلتر های rlc هم میشه این کار را کرد.این فیلتر ها بیشتر برای تیون های دقیق فرکانسی استفاده می شن و استفاده از انها در چنین کاربرد هایی (dc سازی) تقریبا فایده ای نداره.

[mohammad_robotic]

برای دمودلاسیون چه مداری پیشنهاد می کنید؟(برای آشکارسازی فرکانس پیام)

[mohammad_robotic]

ممنون.درباره فیلترهایR/C هم باید بگم یه فیلتر پایین گذر 40Khz فرکانس 40 کیلو به پایین رو رد میکنه و فیلتر بالاگذر برعکس. یه فیلتر میان گذر 40khz RLC هم همون طور که میدونید فقط فرکانس 40 کیلو رو رد می کنه و کار ما رو همون R/C پایین گذر راه میندازه.