Přenosové články RC, RL

18.Přenosové články RC, RL

Přenos článku RC a CR

Korekčním obvodem rozumíme v nejjednodušším případě spojení několika pasivních součástek, jako jsou rezistory, cívky a kondenzátory. Ty pak určitým způsobem ovlivňují přenos střídavého signálu. Velmi jednoduchý korekční obvod vidíte na obr.

vlevo Skládá se z odporu R a kapacity C. Střídavý signál prochází nejdříve odporem a teprve potom přichází ke kapacitě. Ta je připojena paralelně k výstupu. Při pohledu na schéma upoutají pozornost dvě dvojice pólů, jedna na vstupu a druhá na výstupu. Na vstupní póly přivádíme signál s napětím U1, na výstupních pólech se objeví signál U2. Korekční obvod má tedy dva póly vstupní a dva výstupní. Podle těchto čtyř pólů bývá nazýván čtyřpólem. Obecně platí, že každý čtyřpól složený z RC členů je kmitočtově závislý. Znamená to, že upravuje procházející signál v závislosti na kmitočtu.

Na vstupní svorky přivedeme procházející signál v závislosti na vstupní napětí U1, které bude mít stále kmitočtu. stejnou velikost, ale bude se tu měnit kmitočet. Budeme předpokládat, že u rezistoru se neprojevuje povrchový jev, takže má odpor stálý a na kmitočtu nezávislý. Kapacitní odpor kondenzátoru je ovšem kmitočtově závislý. Jeho velikost určuje vztah

Z nepřímé úměrnosti ve zlomku je zřejmé, že čím bude nižší kmitočet f, tím větší bude kapacitní odpor XC. Střídavý proud nízkého kmitočtu tedy kondenzátorem neprojde, proto nemůže být sveden k zemi. Zemí se tu rozumí společný nulový potenciál obou spojených pólů. Můžeme předpokládat, že celá oblast nízkých kmitočtů projde rezistorem a objeví se na výstupu, to je na výstupním pólu s napětím U2. Přenos nízkých kmitočtů je proto dobrý. Z tohoto důvodu takový obvod nazýváme dolnofrekvenční propustí (obr. a).

Postupně, jak se bude kmitočet zvyšovat, kapacitní odpor bude klesat. Znamená to, že čím dál větší část středních a vyšších kmitočtů projde kondenzátorem k nulové svorce - pokud se jí podaří projít rezistorem - a na výstup se nedostane (obr. b). Vysokým kmitočtům klade kondenzátor nepatrný kapacitní odpor, takže vysoké kmitočty svede k zemi a na výstup se nedostanou. Kondenzátor pro ně znamená téměř zkrat. Není pochyb o tom, že přenos vysokých kmitočtů je špatný (obr. c).

Kdybychom měřili výstupní napětí kmitočtů akustického pásma přivedených na vstup, počínaje nízkými a konče vysokými, zjistili bychom, že přenos odpovídá průběhu na obr. vpravo. Graf představuje tzv. útlumovou charakteristiku čtyřpólu, znázorňující frekvenční závislost článku RC. S charakteristikou se seznámíme podrobněji. Na vodorovnou osu nanášíme kmitočet, ale kvůli přehlednosti a lepšímu vyjádření závislostí nemá osa dělení lineární, tj. na stejné dílky, nýbrž logaritmické. Na svislé ose je vyznačena úroveň přenosu. Nejčastěji se udává v decibelech dB. Pro jednoduchost si uveďme, že zůstane-li přenos rovný jedné, tedy U1:U2 = 1, pak útlum je 0 dB. Klesne-li výstupní napětí na polovinu, tj. U2 : U1= 1/2 , pak je to pokles 6 dB [šest decibel]. Útlum šest decibel zapisujeme se záporným znaménkem, tedy -6 dB. Při poklesu napětí na jednu desetinu mluvíme o poklesu 20 dB, neboli přenos RC členu je -20 dB. Možná že se vám zdá označování úrovně v decibelech poněkud složité. Má to však své výhody a běžně se používá.