¿Es un condensador un filtro de paso alto o un filtro de paso de banda?

Esto me ha estado molestando por un tiempo ahora ... ¿Un solo condensador, por sí solo, se comporta como un filtro de paso alto o un filtro de paso de banda?

En un equipo de radio de cristal, utiliza un solo condensador como elemento de sintonización, para seleccionar qué frecuencia de radio recibirá la radio. Esto implica fuertemente que un condensador es un filtro de paso de banda.

Pero al leer Wikipedia, se sugiere que un condensador es en realidad un filtro de paso alto de 1 polo.

Bueno, obviamente no puede ser a la vez. Entonces, ¿cuál es?

(Puntos de bonificación para cualquiera que pueda señalar una curva de respuesta de frecuencia real).

capacitor filter

— Orquídea matemática
fuente

Creo que en los sets de radio de cristal sintonizas el condensador de un tanque LC, el condensador no es el único elemento.

— Samuel

Sería un paso bajo si acoplas tu señal a tierra con el condensador; sería un pase alto si el condensador estuviera en serie con la señal. Así que supongo que con una combinación de los dos, me imagino que podrías hacer un filtro de paso de banda.

— Nick Williams

Z_{C} = 1 / (j ω C)

$Z_C = 1/(j\omega C)$

ω = 0

$\omega = 0$

\infty

$\infty$

ω \to \infty

$\omega \to \infty$

Por sí solo, un condensador no hace nada. Como parte de un circuito (es decir, con otros componentes) puede ser parte de un filtro de paso bajo, un filtro de paso alto, un filtro de muesca, un filtro de paso de banda o lo que sea, dependiendo del resto del circuito.

— Pete Becker

Si bien es relevante solo para preguntas sustancialmente diferentes que podrían compartir su título, la inductancia si un condensador práctico le da una frecuencia de auto resonancia.

— Chris Stratton

Un condensador por sí solo no es un filtro, ni pasa alto, pasa bajo, ni nada más.

Se puede usar un condensador como parte de un filtro de paso alto, paso bajo o paso de banda, dependiendo de cómo esté conectado a otras partes . Por ejemplo, un condensador con una resistencia puede ser un filtro de paso alto:

o un filtro de paso bajo:

Junto con un inductor y alguna impedancia adicional (representada por la resistencia), puede ser un filtro de paso de banda:

O un filtro de rechazo de banda:

Una radio de cristal funciona como el filtro de paso de banda izquierda. C1 y L1 forman un tanque resonante que tiene alta impedancia en la frecuencia resonante y baja impedancia en otras frecuencias. Incluso eso por sí solo no es un filtro, ya que solo una impedancia cambiante no es un filtro. Es la impedancia cambiante que trabaja contra alguna otra impedancia la que forma un divisor de voltaje que luego forma un filtro. En el ejemplo anterior, R1 es esa otra impedancia. En una radio de cristal, es la impedancia de la señal acoplada magnéticamente a L1 por la bobina de la antena. En ese caso, la bobina de la antena es la principal de un transformador, y L1 es la secundaria, que resuena a una frecuencia particular dependiendo del valor en el que se sintoniza C1.

Añadido sobre crystal crystal:

De los comentarios veo que existe cierta confusión sobre cómo funciona el condensador en una radio de cristal y cómo se sintoniza dicha radio. Hay diferentes maneras de hacer una radio de cristal, pero me atendré a la configuración muy común que puede encontrar en toda la web, y eso es implementado por la mayoría de los kits de radio de cristal:

El inductor es una bobina simple, usualmente alambre de imán enrollado alrededor de algo así como un rollo de papel higiénico de cartón. La bobina es esencialmente un transformador. El transformador primario es la sección izquierda entre la antena y el grifo. Como el grifo está conectado a tierra, no hay flujo directo de corriente entre las dos secciones de la bobina. El voltaje es inducido en la parte derecha de la bobina por la acción del transformador. La única forma de que la señal llegue desde la parte izquierda de la bobina (el transformador primario) a la parte derecha (el transformador secundario), es mediante el acoplamiento magnético entre las dos partes de la bobina.

El transformador crea un voltaje más alto en su extremo derecho, aunque a una impedancia más alta. Las antenas típicas tienen una impedancia en el rango de 50-300 Ω, mientras que la radio de cristal está diseñada para manejar auriculares de estilo antiguo que tienen una impedancia de unos pocos kΩ. El voltaje más alto a una impedancia más alta se adapta mejor a los auriculares y permite que la potencia muy limitada de la antena se use de manera más eficiente.

La inductancia de la bobina junto con la capacitancia forman un circuito de tanque Q alto. La radio capta una estación cuando se ajusta el condensador para que el tanque resuene a la frecuencia portadora de la estación. Debido a la impedancia finita de la antena que conduce el tanque como se ve a través del transformador, y la impedancia de los auriculares que cargan la salida, el condensador y la bobina forman un filtro de paso de banda estrecha.

— Olin Lathrop
fuente

Hice clic en esto como respuesta, pero quería agregar el siguiente enlace, como algo que el autor de la pregunta podría querer ver para ayudar a comprender los circuitos analógicos pasivos: falstad.com/circuit

— Jotorious

En resumen, entonces, es la combinación de un condensador y un inductor lo que hace que pase de banda en lugar de solo paso alto. Esto responde a mi pregunta literal, pero al mismo tiempo, parece que hay algo drásticamente incorrecto en mi comprensión de estas cosas. Trataré de determinar dónde me estoy equivocando, y hacer una pregunta por separado ...

— MathematicalOrchid

En el ejemplo que dio, hay poco o ningún acoplamiento inductivo mutuo entre la antena [de cable largo] y la bobina del tanque, por lo que cualquier acción del transformador entre la antena y la bobina del tanque será trivial. En realidad, dependiendo de la longitud de la antena y la longitud de onda de la RF que intercepta, se verá como una fuente de voltaje conectada en serie al tanque a través de una impedancia que sea resistiva, capacitiva o inductiva.

— EM Fields

@EMFi: Revertí tu edición por las razones que discutimos antes. Luego arreglé el error tipográfico en "resistencia", pero el "filtro de rechazo de banda" tiene más sentido que el "filtro de rechazo de banda". En cuanto a la radio de cristal, la versión típica tiene una bobina envuelta alrededor de un tubo de papel con un toque cerca de un extremo. La antena está conectada al extremo cerca del grifo y el grifo a tierra. La bobina resonante es desde el grifo hasta el otro extremo. La única forma en que RF puede llegar a la bobina resonante es mediante el acoplamiento del transformador entre las dos partes de la bobina.

— Olin Lathrop

@Doombot: deliberadamente me mantuve alejado de tales problemas. El OP tiene suficiente confusión al entender cómo funcionan los condensadores ideales que sentí que este no es el momento de presentar las características no ideales de los componentes reales. Estoy de acuerdo con usted en que estos efectos son reales, pero que son un tema demasiado avanzado para esta pregunta.

— Olin Lathrop

Un condensador solo no suele ser un filtro en absoluto.

Puede formar un filtro de paso alto o de paso bajo, junto con una resistencia, o puede formar uno de esos o un filtro de paso de banda, junto con un inductor.

En el conjunto de cristal, si su esquema que está viendo es lo suficientemente antiguo, puede que no haya un inductor visible y no haya una buena explicación de por qué el condensador funciona como un elemento de ajuste.

Aquí, el hecho que falta es que la antena en sí misma estaba actuando como inductor, y las explicaciones pueden no aclararlo porque los escritores no lo habían entendido bien antes de mediados de la década de 1920.

— Brian Drummond
fuente