原创 电容阻低频通高频续

2014-1-2 15:54 2083 6 11 分类: 消费电子

 

电容阻低频通高频续

         上一篇博客中谈到 RC低通滤波器对高频信号的衰减,并配了一张图对其解释。有网友提出这张图是错的,后来我深入地思考了这个问题,配图确实有误,这里先谢谢各位网友 :)。

          上一篇博客链接 http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_19007.HTM

    上一篇博客中的配图如图 1,这是 RC 低通滤波器对高频信号衰减的图。

 

img_20140102_090208.jpg

图1 RC 滤波器对高频信号衰减

    这个问题是我没有去深入地理解电容的充放电曲线造成的。当时我想当然地认为电容的充放电都是按照曲线最开始的那一段进行充放电的,而忽略了电容本身已经充了一定电的情况。真实情况是,电容的充电和放电刚开始并不是对称的。电容的充电曲线应该是图 2 中的红色线之间的部分往逐渐右移,曲线的斜率越来越小(也就是充电速度变得更慢),直至达到一个平衡状态。

 

img_20140102_090444.jpg

图2 电容充电曲线

   而放电曲线是图 3 中的红线部分逐渐往左移,曲线斜率的绝对值越来越大(也就是电容放电速度加快了),直至达到一个平衡状态。

 

img_20140102_092225.jpg

图3 电容放电曲线

    最终,电容充电和放电的速率将趋于平衡。RC 低通滤波器电容上的电压,在高频信号刚加进来到一段时间后稳定下来的过程如图 4 所示。

 

img_20140102_091256.jpg

图4 电容充放电稳定过程

    刚开始充电快,放电慢,后来充电速度逐渐变慢而放电速度逐渐变快,最终达到平衡!

    由于当时想着把“RC 低通滤波器对高频信号的衰减”这一机理讲明白,就按照“充一点点电,放一点点电”的思路画了一张草图进行讲解。

    上一篇博客中犯的错值得我反思。我当时画那张图是为了解释“RC 低通滤波器对高频信号的衰减”,而那张图确实把这件事说清楚了,省下了很多的文字描述,让人一目了然。但是却没有去思考这张图带来了哪些不好的地方,我根本就没有去思考这张图的正确性,这会给阅读那篇博客的人以误导,我自己也会把错误当成正确。幸好有网友及时发现并指出错误和改进意见。

    今后无论是在做设计还是生活中,引入一个东西,它解决了关注的矛盾点,但是千万不能为此昏了头,还需要思考引入的这个东西带来了哪些不好的地方!

文章评论5条评论)

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paul.yan_412579368 2014-1-24 14:28

从交流信号的角度,之前的图也没什么不对的。

guojingwei0508_840969735 2014-1-6 09:26

不错

wud1_988743508 2014-1-3 11:17

第二篇,对第一篇有所补充和更正!

yjg_133995112 2014-1-3 09:46

我很佩服博主这样,想什么说什么,说的不对了,也不强词夺理。 有几个建议,供博主参考: 1)最直观的实验(包括仿真)、定性的时域分析、定量的时域分析、以及更抽象的频域分析,是我们理解问题从低到高的步骤。博主完成的是第二层面的理解,这很有用。但在合适的地方用的数学,将如虎添翼。比如你的分析,如果用时域的数学表达式写出来,就会很简单,用电容初始电压、目标电压和时间常数,可以很轻松看出充放电的尖峰和谷底电压是围绕0.5VCC的。 2)哪怕是最简单的电路,要给出实验结果,就一定不能用想象,除非你说明这是你的分析和想象,而不是实验。 还是很赞赏你能如此,这叫琢磨,是心静如水的表现。

anahu_719040978 2014-1-2 15:59

大家在分享中学习,在交流中进步,这应该就是好的技术交流平台的价值所在~~

感谢大家的分享~~
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