Bode-Phasendiagramm des RC-Hochpassfilters

Ich habe versucht, Bode Phase Plotden RC-Hochpassfilter zu verstehen.

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Ich weiß, dass aus meiner Technik diese Spannung hinter dem Strom zurückbleibt, der durch den Kondensator fließt. Ich gehe also davon aus, dass der Strom durch den Kondensator mit der Wellenform der Eingangsspannung in Phase ist und derselbe Strom durch den Widerstand fließt. Die Ausgangsspannung sollte also in Phase mit der Eingangswellenform sein.

Kann mir jemand das Bode-Phasendiagramm des Filters erklären, wenn die Frequenz per Zeitbereichsanalyse von Null auf die Grenzfrequenz gewobbelt wird?

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Antworten (2)

Beachten Sie, dass der Strom tatsächlich sowohl C als auch R gemeinsam ist, nicht wirklich wie im Schaltplan gezeigt.

Wenn Sie die Eingangsspannung (Vin) mit der Ausgangsspannung (Vout) vergleichen, ist die Eingangsamplitude immer >= Ausgangsamplitude. Bei niedrigen Frequenzen ist die Ausgabe viel kleiner als die Eingabe.
Und bei niedrigen Frequenzen führt die Phase von Vout der Phase von Vin voraus: Bei hoher Frequenz, weit im Durchlassband, ist die Vout-Amplitude fast gleich der Vin-Amplitude, und die Phase von Vout nähert sich der von Vin:
bei Frequenz unterhalb der Grenzfrequenz (im Stoppband)

bei Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz (im Passband)

Vektoren von Schaltungsspannungen

Das kann ich verstehen. Wenn aber nur ein Kondensator über die Spannungsquelle geschaltet wird, sind Strom und Spannung um 90 Grad phasenverschoben. Wenn ein Kondensator und ein Widerstand in Reihe geschaltet sind und sich die Phase der Schaltung allmählich um 90 Grad ändert, bedeutet dies, dass der Strom durch den Kondensator die Phase ändert, wenn die Frequenz gewobbelt wird. Ich kann nicht verstehen, wie der Strom durch den Kondensator seine Phase ändert, da er immer um 90 phasenverschoben sein sollte.
@abhiarora Scheint, dass Sie sich mit Vektordiagrammen vertraut machen sollten. Kirchhoffs Regeln müssen auf einen 2-dimensionalen Raum anstelle des 1-dimensionalen Raums erweitert werden, der für reine Widerstandsschaltungen zulässig ist. (siehe Bearbeiten). Denken Sie daran, dass die Spannungsquelle (Vin) jeden Strom liefern muss, der von ihrer Last verlangt wird. Dieser Strom kann in Bezug auf seine gut gesteuerte Spannung jede beliebige Phase haben . Ihr Diagramm von "Phase" gilt für den Winkel von "i" zu "Vin".
Ich verstehe die Vektordiagramme. Aber ich werde verwirrt, weil ich gelesen habe, dass Strom und Spannung durch den Kondensator unabhängig von der Frequenz der Quelle um 90 Grad voneinander entfernt sind. Aber wenn wir den Widerstand hinzufügen, kann ich nicht verstehen, warum dies nicht zutrifft.
@abhiarora Beachten Sie, dass der Vektor Vr 90 Grad von Vc entfernt ist - bei jeder Frequenz. Es könnte hilfreich sein, den Erdungspunkt an die Verbindungsstelle von C & R zu verschieben (wodurch Vin zu einer schwebenden Quelle wird). Der Strom, der R & C gemeinsam ist, zwingt Vr und Vc, die im roten Vektordiagramm gezeigte Form anzunehmen. Die Stromstärke ist proportional zu Vr.

Ich weiß, dass aus meiner Technik diese Spannung hinter dem Strom zurückbleibt, der durch den Kondensator fließt. Ich gehe also davon aus, dass der Strom durch den Kondensator in Phase mit der Wellenform der Eingangsspannung ist

Mir ist nicht klar, wie Sie hier vom ersten Satz zum zweiten gegangen sind.

Wenn die Spannung dem Strom nacheilt, dann eilt der Strom der Spannung voraus. In jedem Fall sind sie um 90 Grad phasenverschoben, also sollten Sie nicht davon ausgehen, dass sie in Phase sind.

Nur bei hohen Frequenzen, bei denen der Kondensator nur einen sehr geringen Einfluss auf die Schaltung hat, wird der Strom nahezu phasengleich mit der Eingangsspannung (die über die RC-Kombination und nicht nur über den Kondensator angelegt wird). Und genau das zeigt Ihr Bode-Diagramm.

Das kann ich verstehen. Wenn aber nur ein Kondensator über die Spannungsquelle geschaltet wird, sind Strom und Spannung um 90 Grad phasenverschoben. Wenn ein Kondensator und ein Widerstand in Reihe geschaltet sind und sich die Phase der Schaltung allmählich um 90 Grad ändert, bedeutet dies, dass der Strom durch den Kondensator die Phase ändert, wenn die Frequenz gewobbelt wird. Ich kann nicht verstehen, wie der Strom durch den Kondensator seine Phase ändert, da er immer um 90 phasenverschoben sein sollte.
@abhiarora Du kannst nicht einfach "die Spannung" sagen. Sie müssen genau angeben, welche Spannung. Die Spannung am Kondensator ist bei jeder Frequenz um 90 Grad phasenverschoben zum Strom durch den Kondensator. Die Spannung über der RC-Kombination ist nicht bei allen Frequenzen gleich der Spannung über dem Kondensator . Die Spannung über der RC-Kombination ist bei allen Frequenzen nicht um 90 Grad phasenverschoben zum Strom durch die RC-Kombination.
Und dein v Ö u T ist die Spannung über dem Widerstand , nicht die Spannung über dem Kondensator oder die Spannung über der Kombination .
Bode-Phasendiagramm des RC-Hochpassfilters
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