Elektronikens grunder

Kapitel 1

STRÖM

Ström är elektriska laddningar i rörelse. I metaller består dessa laddningar av elektroner. Ström mäts i enheten Ampere [A]. 10 tusendels Ampere (10mA) räcker för att döda en människa.

En 60W glödlampa drar 260mA. Detta kan man räkna ut om man känner till den inom elektroniken fundamentala lagen Ohms lag. Ohms lag lyder:

I=U/R, P=I^2*R

Ström betecknas skriftligen med stora I, spänning betecknas med stora U och effekt med stora P. Elektriskt motstånd eller resistans betecknas med stora R.

Ström har som sagt enheten Ampere och betecknas enhetsmässigt med stort A, Elektrisk spänning har enheten Volt och betecknas enhetsmässigt med stort V. Effekt har enheten Watt och betecknas enhetsmässigt med stort W. Resistans har enheten Ohm och betecknas enhetsmässigt med stora "Omega".

Om elektrisk ström är laddningar i rörelse så är elektrisk spänning det arbete (i Joule eller Ws) som krävs för att förflytta en laddning från oändligheten till punkten ifråga delat med laddningen.

Effekt har dock vanligtvis en enkel praktisk förklaring. Inom elektroniken handlar det oftast om en så kallad effektförlust vilket helt enkelt är ett annat mått på den värmeutveckling som sker i komponenten. Glödlampan på 60W ovan utvecklar t.ex 60W i förlusteffekt. Som tur är går dock inte all effekt åt till värme utan en del ger ljus också. Men dom här gamla glödlamporna är fruktansvärt ineffektiva vad gäller ljus kontra värme.

Resistans är en annan benämning på det motstånd elektronerna möter när de, av det elektriska fältet/spänningen, färdas genom mediumet.

I korthet kan man beskriva Ohms lag såhär:

En potentialskillnad (spänning) byggs upp över ett element som det flödar en ström genom och som därigenom har en konduktiv förmåga (dvs kan leda ström). Denna spänning står i proportion till hur mycket ström som går genom komponenten. Med andra ord har vi:

U=R*I.

Vilket bara är en algebraisk omkonstruktion av ovanstående formel.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Elektron

Kapitel 2

VÅGFORMER

Spänningar och strömmar kan ha olika vågformer. Det finns i grund och botten enbart tre olika typer av vågformer:

1) AC (Alternating Current eller växelström/spänning)
2) DC (Direct Current eller likström/spänning)
3) En kombination av ovan

DC kallas alltså den konstanta spänning som du t.ex får ut ur ett batteri (även om den faller med tiden).

AC kallas den växelspänning som vi t.ex får ut ur väggutaget (230V/50Hz i Sverige).

Det finns många olika typer av AC men den vanligaste är den sinusformade.

AC kan dock också innebära fyrkantsvågor av olika slag. Detta innebär alltså att signalen pendlar periodiskt i sina ändlägen. Ibland pendlar den lika mycket positivt som den pendlar negativt. Ibland gör den det inte. Medelvärdet av en sådan signal är dock alltid amplituden gånger den tid den är på relativt den totala tiden. Men detta beror på bias dvs om det finns någon DC-komponent. Det finns dock fler vågformer men dom går vi inte in på här.

När det gäller vågformer ska man komma ihåg att praktiskt taget alla typer av vågformer kan beskrivas med hjälp av den makalösa så kallade Fourieranalysen där alltså en godtycklig periodisk signal kan beskrivas som en viktad summa av enskilda sinustoner. Detta är en fantastisk om än rätt gammal upptäckt vilket har lett oss till CD-tekniken och MP3.

Som överkurs vill jag nämna samplingsteoremet dvs: om du tar ett prov (sampel) på en godtycklig(!) periodisk signal så räcker det med att proven tas dubbelt så ofta som den högst ingående frekvensen för att du digitalt skall kunna återskapa signalen. Det är därför samplingsfrekvensen för CD-skivor är 44.1kHz (då vi människor inte kan höra högre frekvenser än typ 20kHz).

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Sinus

Kapitel 3

PASSIVA KOMPONENTER

Det finns tre olika typer av passiva komponenter. De kallas motstånd (eller resistorer), spolar och kondensatorer.

Dessa komponenter kallas passiva för de beter sig likadant oberoende av den spänning/ström de tillförs. De kan dessutom inte förstärka signaler utan är just bara passiva.

Vi har redan i kapitel 1 stött på motståndet. Resistorn bygger alltså upp en spänning beroende av hur mycket ström som flyter igenom det. Enligt:

U=RI [Volt]

där R står för resistansvärdet (i Ohm) och I för strömmen (i Ampere)

Om vi sedan tittar på spolen så är den speciell i det avseendet att den ogillar strömförändringar och reagerar med en så kallad motemk enligt:

e=-Ldi/dt [Volt]

där L står för den så kallade induktansen (enhet H som i Henry) och dI/dt helt enkelt för den hastighet med vilken strömmen ändras. ("enhet" Ampere/sekund).

Om vi slutligen tittar på kondensatorn så är den speciell på det sättet att den ogillar spänningsförändringar och reagerar med en "kortslutning" enligt:

i=Cdu/dt [Ampere]

där C står för den så kallade kapacitansen (enhet F som i Farad) och du/dt helt enkelt för den hastighet med vilken spänningen ändras ("enhet" Volt/sekund)

Motstånd kan vara av olika typer men vanligast är numera så kallade metallfilmsmotstånd dvs en tunn metallfilm utanför en keramisk kropp som har gjorts resistiv mha laser. Motstånd kan också tillverkas av trådlindad resistiv så kallad kanthaltråd.

Spolar är vanligtvis koppartråd som typ har lindats runt ett borr. Denna typ av spolar kalls också solenoider. Man kan visa att dess induktans är proportionell mot antalet varv i kvadrat.

Mindre kondensatorer tillverkas ofta genom att använda ett par mycket tunna metallfolier med någon typ av plastfolie emellan (som därför är isolerande)

Formeln för en godtycklig kondensator är:

C=epsilon*A/d

dvs kapacitansen är beroende av epsilon (permititiviteten) hos det isolerande materialet, proportionell mot arean (A) hos plattorna/folien och omvänt proportionell mot avståndet (d) mellan plattorna.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Passiv_elektrisk_komponent

Kapitel 4

KRETSANALYS

Vi har i kapitel 2 stött på olika vågformer och då främst AC (växelström) och DC (likström).

När det gäller spänningsfallet över ett motstånd (R) spelar AC eller DC ingen roll. Men en kondensator (C) och en spole (L) reagerar på förändringar i spänning eller ström så de kräver speciell hänsyn.

Man har uppfunnit något så passande som jw-metoden för att på ett smidigt sätt kunna räkna på godtyckliga kretsar med RLC-komponenter.

Det fundamentala är att vi här avser rena sinustoner (som faktiskt godtycklig periodisk signal, enligt den fantastiska Fourieranalysen, kan beskrivas med). När vi således har rena sinustoner så kan vi beräkna kretsarna enligt:

-jXc=1/jwC=-j/wC= -j/(2pi*f*C) [Ohm]

där Xc står för kondensatorns så kallade reaktans (eller växelströmsmotstånd) och f för frekvensen hos signalen.

och

jXL=jwL=j*2pi*f*L [Ohm]

där XL står för spolens reaktans.

och slutligen

R=Re{Z} [Ohm]

vilket betyder att resistansen är realdelen (dvs den horisontella delen) av impedansen Z som godtycklig elektrisk krets (beståendes av RLC) kan tänkas ha. Impedansen är alltså den totala växelströmsresistansen hos kretsen.

För att förenkla ovanstående kan man säga att en kondensator har en växelströmsresistans motsvarande Xc och en spole XL samt att en resistans alltid har resistansen R.

Vi har ovan infört en mystisk parameter kallad j. Denna är lustigt nog ekvivalent med roten ur -1 och även om detta naturligtvis inte finns i praktiken så är denna omskrivning mycket användbar. J kallas för ett imaginärt tal. Vad det är lämnar vi för stunden dithän.

Vad som är viktigt är att ovanstående säger att en kondensator, C, vrider fasen (läs skillnaden mellan spänning och ström) exakt -90 grader medans en spole vrider den exakt +90 grader (medans fasen för ett vanligt motstånd är 0) vilket får till följd att vi vektoriellt kan addera dessa komponenters växelströmsmotstånd och med hjälp av gamla hederliga Pythagoras sats få en resultant kallad impedans (Z).

Detta är inte helt lätt att förklara men jag nöjer mig med ovanstående och slutligen följande:

Spolar kopplade i serie (dvs efter varandra) har en total ekvivalent induktans (L):

L=L1+L2+L3...

Kopplar man dom parallellt får man i stället:

1/L=1/L1+1/L2+1/L3...

"Samma" formel gäller för motstånd (R).

För kondensatorer (C) kopplade i serie gäller emellertid:

1/C=1/C1+1/C2+1/C3...

och kopplar man dom parallellt gäller:

C=C1+C2+C3...

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Jw-metoden

Kapitel 5

IDEALA KÄLLOR

För att kunna modellera godtycklig elektrisk komponent behöver vi, förutom RLC-komponenterna, två typer av ideala källor. Den ena är den ideala spänningskällan, också kallad Theveninska källan, och den ideala strömkällan, också kallad Nortonska källan. Dessa källor kan dessutom vara oberoende eller beroende källor. Vi har alltså:

1) Thevenins ekvivalenta oberoende spänningskälla
2) Thevenins ekvivalenta beroende spänningskälla
3) Nortons ekvivalenta oberoende strömkälla
4) Nortons ekvivalenta beroende strömkälla

En Theveninsk spänningskälla motsvaras i princip av typ ett batteri för dess spänning är mer eller mindre oberoende av dess last.

En Nortonsk strömkälla är svårare att ge ett vardagligt exempel på. Den levererar dock en konstant ström oavsett last. Ett insnöat exempel är en strömspegel som typiskt används i operationsförstärkare.

En Theveninsk spänningskälla har alltså en inre resistans på 0 ohm och visas alltid i serie med en extern resistans för att återge att inga idiala spänninskällor finns i praktiken. Detta gör alltså att man kan räkna med dom.

En Nortonsk strömkälla har å andra sidan en inre resistans motsvarande oändligheten. Dessa används alltid med en extern resistans parallellt med källan för att återigen kunna räkna med dom i praktiken.

Ovanstående gäller oberoende källor dvs dom är inte beroende av vad som händer någon annanstans som t.ex på styret/basen hos en transistor. I sådana fall är det svårare att räkna med dom. Men det går naturligtvis.

Dessa källors princip (just att de är 0 respektive oändligheten i impedans) gör dom mycket användbara för att förenkla och simulera godtyckligt elektriskt nät/komponent.

När det gäller den enklare Thevenin ska jag här ge ett exempel. Föreställ er att vi har en spänning hos den Theveninska källan på säg 10V (och en orealistisk inre resistans på 0 Ohm). Denna spänning fördelas sedan över två likadana lampor med inre restansen R Ohm. Vanlig Omsk spänningsdelning skulle då ge 5V/lampa.

Men man kan också, och mer allmänt, se det som så att, för att kolla spänningen över den nedre lampan, vi först konverterar till Norton och får då U/R (när första lampan görs om) som ström parallellt med R/2 då lamporna hamnar parallellt varvid vi får U/2 när vi multiplicerar dessa två uttryck.

Detta kan nog tyckas vara tillkrånglat men är faktiskt mycket användbart vid modellering eller analys av komplexa nät. Man kan alltså hela tiden konvertera fram och tillbaks mellan Thevenin/Norton och få riktigt enkla uttryck på mycket komplexa nät. Som i nedanstående länk.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9venins_teorem

Kapitel 6

AKTIVA KOMPONENTER

Det finns i grova drag två typer av så kallade aktiva komponenter. Dessa är transistorer och dioder. Båda består av halvledare vilket är ett mellanting mellan metaller (som leder ström) och isolatorer (som inte leder ström).

Dessa halvledare består numera oftast av grundämnet kisel. Kisel kan emellertid dopas, dvs man förorenar halvledarmaterialet, och det får då bra ledningsegenskaper av endera typen majoritetsbärare (elektroner/N-typ) eller minoritetsbärarare (hål/P-typ). Det har skrivits hela böcker om detta så det är inte lönt att ens försöka sammanfatta detta i ett enda stycke.

Transistor kommer från engelskans Transfer-Resistor (rakt översatt: överförings-motstånd) vilket är ett bra namn på vad det egentligen gör. Man kan se en godtycklig transistor som en slags styrbar ventil för ström. Det viktiga med en transistor är emellertid att man kan förstärka signaler med den. Transistorer finns i precis all modern elektronik. Speciellt gäller detta processorer och därmed allt från datorer till mobiler och tvättmaskiner.

En transistor har tre ben. Om vi koncentrerar oss på den första typen som uppfanns 1947 dvs den så kallade bipolära (i detta specifika fall PNP Germanium) så heter de tre benen Kollektor (där strömmen kommer in), Bas (som styr elektronflödet) och Emitter (där strömmen går ut ur transistorn).

Basen styr alltså mha en mycket liten ström en mycket större ström via kollektorn (denna kvot kallas för Hfe eller Beta). Tack vare denna funktion kan man alltså förstärka små signaler.

Riktigt moderna transistorer som dom flesta processorer idag är uppbyggda av är dock inte bipolära. De är oftast av så kallad MOSFET-typ som har ett styre (Gate) som styr strömmen mha en spänning i stället för en ström. Så sätt skiljer de sig avsevärt från dom ursprungliga transistorerna men principen är densamma dvs att en ström styrs mha något slags styre.

Vi får dock inte glömma kära gamla Edison. När Thomas Alva Edison först uppfann lampan runt 1879 fick han ett problem. Hans lampor blev sotiga inuti. I ett försök att eliminera detta sot införde han olika metalliska galler. Han noterade samtidigt att han råkade få en ström genom dessa galler. Han förstod dock inte vad han skulle ha det till (dvs att han faktiskt uppfunnit rördioden). Nåt 20-tal år senare dvs 1904 tar en viss John Ambrose Fleming patent på just dioden. Några fåtal år senare dvs 1907 tar sedan Lee De Forest patent på trioden eller audionen som den då kallades. Detta var ytterst revolutionerande för vår moderna tid för detta var första gången man kunde förstärka små (radio)signaler med en komponent.

Innan 1947 fanns dock inga andra signalförstärkande komponenter än olika varianter på trioden (där pentoden är mest värd att nämna då den bl.a i mångt och mycket liknar dagens MOSFET).

Trioden grundar sig på termisk elektron-emission vid en uppvämd platta/katod där elektronerna således bubblar fritt utanför metallen och är accelererbara mha ett elektriskt fält modell ett batteri. Det elektriska fältet appliceras vid en motstående platta/anod varvid en elektrisk ström flyter. Trioden har sedan, som namnet antyder, en tredje elektrod som är ett galler instoppat mellan dessa plattor varvid spänningen på detta styrgaller kan styra flödet av elektroner mellan katod och anod. Eftersom styrspänningen är så mycket mindre än anodspänningen uppnås härmed en förstärkning.

En triod utan styrgaller kallas diod. Detta för att ström endast kan flyta i en riktning. Detta gäller även halvledarvarianter av dioder. Benämningen diod betyder helt enkelt att ström endast kan flyta i en riktning.

I tidigare kapitel har vi beskrivit skillnaden mellan AC och DC. En AC-signal (modell väggutaget) kan fås att bli en DC-signal (modell batteri) mha en transformator (som kommer beskrivas senare) och en likriktare (mha just dioder). Modernare konvertering av AC till DC är dock så kallade switchade nätaggregat men de går vi inte in på här.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Child-Langmuirs_lag

Kapitel 7

TRANSFORMATORN

Även om transformatorn används mindre och mindre i modern elektronik (mest pga att switchade nätaggregat blir mer och mer populära) så förtjänar denna fantastiska manick ett eget kapitel.

Transformatorn utnyttjar Faraday's induktionslag dvs det induceras en elektromotorisk kraft (emk eller potential/spänning) i en slinga som utsätts för ett tidsvarierande magnetfält.

Luft är dålig på att leda magnetism. Dess relativa permeabilitet, ur, är nära 1. I järn av nästan godtycklig typ kan dock den relativa permeabiliteten överstiga många tusen. I vakuum är den relativa permeabiliteten per definition 1.

Eftersom järn är så bra på att leda magnetism kan det användas till att "fokusera" magnetismen så att det mer eller mindre bara går i järnet.

Ström ger alltid upphov till magnetfält. En tidsvarierande ström ger således upphov till ett tidsvarierande magnetfält.

Om du lindar ett antal varv isolerad koppartråd runt en järnstomme och matar den lindningen med AC samtidigt som du har lindat en helt annan och isolerad lindning längre bort på järnstommen så kommer du mer eller mindre exakt kunna ta ut varvtalsförhållandet i spänning (obelastat).

Detta för att varje varv av lindningarna har betydelse pga den magnetiska intesiteten (H eller Ampere-varv). Dessutom beror det på att all magnetism i princip går i järnet då det som sagt är mycket bättre på att leda magnetism än luft.

På detta sätt får man dessutom en många gånger eftersträvad isolation (kallad galvanisk isolation) mellan insignal och utsignal.

Transformatorer har hitintills flitigt använts för att transformera ner nätspänningen (230V/50Hz i Sverige) till spänningar mer lämpliga för likriktning (som vi kommer förklara senare) och därmed laddning av t.ex mobiler. Deras enda nackdel är deras tyngd då de som sagt består av mer eller mindre rent järn. Möjligtvis är deras storlek också en nackdel. Men dom är helt klart fortfarande mer pålitliga än många moderna switchade skit-nätaggregat.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Faradays_induktionslag

Kapitel 8

LIKRIKTNING

I normala, om än kanske lite omoderna, fall används likriktning med hjälp av dioder mycket ofta. Detta för att man, efter att ha transformerat ner nätspänningen (AC) med hjälp av en transformator, vill kunna försörja godtycklig elektrisk apparat med DC likt ett batteri.

En likriktare kan se ut på flera sätt men oftast är det en så kallad helvågsbrygga vilket inte är mer komplicerat än att man lägger två motriktade dioder med anoden (+) mot varandra och två dioder med katoden (-) mot varandra samt försöker dra en ström ur dessa båda mittappar då de båda antiparalella paren har applicerats rätt över en transformatorlindning.

Den spänning man då får över mittapparna är emellertid pulserande "positiv" dvs den är inte konstant (men normalt >0). För att göra den mer konstant och likt ett batteri applicerar man en kondensator mellan mittapparna. Denna kondensator kommer då som man säger "glätta" spänningen dvs den höjer medelvärdet till nära toppvärdet hos spänningen.

Från tidigare kapitel vet vi att kondensatorer inte gillar spänningsförändringar. De reagerar med en ström när man försöker ändra spänningen. Därför blir utspänningen tämligen stabil efter lämpligt vald kondensator på likriktarens utgång.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Likriktning

Kapitel 9

OPERATIONSFÖRSTÄRKAREN

Operationsförstärkaren är en makalös aktiv komponent. Den används flitigt i gränslandet mellan analog och digital teknik. Dess främsta egenskap är att den förstärker en skillnadsspänning oerhört mycket. Vid DC är det inte sällsynt att förstärkningen överstiger 100000 ggr eller 100dB. En sammanfattning av egenskaperna blir:

1) Hög förstärkning (>100dB)
2) Hög ingångsimpedans (>1M Ohm)
3) Låg utgångsimpedans (<100 Ohm)

Med hjälp av dom här egenskaperna blir operationsförstärkaren, eller OP'n, extremt användbar. Detta för att man kan applicera så kallad återkoppling, eller feedback, på den.

Med hjälp av feedback kan man styra dess beteende lite hur man vill. Om man applicerar positiv feedback kan man få den att självsvänga, oscillera, enligt bestämda ekvationer. Applicerar man negativ feedback kan man få den att förstärka en signal med en förstärkning som tämligen exakt blir 1/B där B, eller Beta, står för hur mycket av signalen som motkopplas.

Positiv motkoppling innebär alltså att man tar en liten del av utgångssignalen och adderar den "i fas" med inkommande signal. När man gör detta får man således en insignal som växer mer än den var innan och när detta görs så går utgången i taket (då vi ju har en jättestor förstärkning). Man använder detta speciellt när man konstruerar så kallade schmitt-triggrar vilket är kretsar som har en liten "hysteres" dvs ett intervall som inte tillåts. Man kan som sagt också använda positiv feedback till att skapa självsvängande kretsar, oscillatorer.

Negativ återkoppling innebär att man tar en liten del av utsignalen och adderar den i motfas. Detta får till följd att den totala insignalen effektivt minskas. Med hjälp av ett par motstånd kan man tvinga OP'n till "hård" motkoppling och så länge 1/B är mycket mindre än OP'ns förstärkning, eller råförstärkning F, blir förstärkningen tämligen exakt bestämd av kvoten mellan dessa motstånd.

Man kan koppla en OP i både inverterande och icke-inverterande koppling. Detta betyder i det inverterande fallet att utsignalen blir negativ om man tillför en positiv signal och vice versa.

När det gäller den icke-inverterande kopplingen så är Beta:

B=Beta=R1/(R1+R2)

vilket inte är nåt annat än spänningsdelningen från utgång (R2) till ingång (R1).

Därmed är också förstärkningen 1/B (<<F)

Intresserade uppmanas studera nedanstående länk.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Signalf%C3%B6rst%C3%A4rkning

Kapitel 10

DIGITALTEKNIK

Digitalteknik handlar om hur man med hjälp av logiska grindar kan bygga komplexa digitala nät som reagerar på villkor modell antingen eller (läs på eller av).

I grund och botten handlar digitalteknik om utnyttjande av endast tre typer av logiska grindar:

1) NOT-grinden (inverterare)
2) AND-grinden
3) OR-grinden

Dessa är alla typer av grindar som behövs för att t.ex bygga en hel dator (endast exkluderat permanentminne såsom hårddisk).

NOT-grinden är 0 (eller låg) när ingången är 1 (eller hög) och vice versa.

AND-grinden är, som namnet antyder, hög när båda (eller alla) ingångar är höga och låg annars.

OR-grinden är, som namnet antyder, hög när endera av ingångarna är höga och låg annars.

Rent logiskt är enbart dessa tre typer av grindar tillräckliga för att bygga en dator. Men i själva verket är det ännu enklare. För om man hänger på en inverterare på endera OR eller AND får man:

4) NOR (NOT OR)
5) NAND (NOT AND)

Om man ritar ner sanningstabellen för dessa grindar ser man genast att man, i fallet NAND, får:

1) NOT, när alla ingångar är sammankopplade
2) OR, när alla ingångar föregås av en NOT
3) AND när en NOT kopplas in på utgången

Därmed är det bevisat att en enda typ av logisk grind (NAND eller NOR) krävs för att bygga en hel dator (inklusive RAM-minnet som vi eventuellt kommer återkomma till).

Även om vi alla vet att en processor är uppbyggd av transistorer (MOSFET) är det intressant att höja abstraktionsnivån till att de är uppbyggda av t.ex NAND-grindar. När det gäller det inledningsvisa påståendet är det dessutom intressant att inte ens motstånd är implementerade i dagens processorer. Motstånd emuleras nämligen med hjälp av speciella MOSFET-kopplingar (MOSFET har ett arbetsområde som kallas "Triode Region" där den är just resistiv).

Slutligen ska noteras att statiska RAM (SRAM) i princip består av korskopplade NAND-grindar. Detta fungerar ypperligt så länge matning finns men bryter man matningen och slår på den igen intar minnescellen, eller vippan, ett odefinierat tillstånd.

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Digitalteknik

Kapitel 11

FILTER

Det finns fem elemtära typer av filter. De är:

1) Lågpass-filter (LP)
2) Högpass-filter (HP)
3) Bandpass-filter (BP)
4) Bandstopp-filter (BS)
5) Allpass-filter (AP)

Ett lågpass-filter släpper, som namnet antyder, bara igenom låga frekvenser.

Ett högpass-filter släpper bara igenom höga frekvenser

Ett bandpass-filter släpper bara igenom ett "band" av frekvenser

Ett stoppbands-filter (kallas också notch-filter) tar bort ett band med frekvenser

Ett allpass-filter släpper igenom alla frekvenser men ändrar den så kallade fasen för vissa frekvenser (överkurs).

Vi ska här bara koncentrera oss på dom två första och viktigaste.

Ett lågpass-filter består som enklast av ett motstånd i serie med en kondensator till jord varvid man tar ut signalen över kondensatorn.

Eftersom vi vet att en kondensators motstånd (reaktans) minskar med ökad frekvens så fås att signalens amplitud minskar med ökad frekvens.

Innan signalen nått den kritiska punkten, kallad bandbredden, så är dock spänning ut lika med spänning in.

Men när växelströmsmotståndet (reaktansen) hos kondensatorn är lika med den drivande källans (inre) resistans så uppnås en dämpning av signalen med 3dB eller 29%.

Ökar man ytterligare på frekvensen hos den drivande signalen så kommer signalen ut sjunka med ytterligare ganska precis 6dB (dvs 2ggr) per oktav (dvs frekvensdubblering).

När det gäller högpass-filter så är funktionen precis tvärtom. Ju lägre frekvens hos den drivande signalen desto mer dämpas den.

Den enklaste formen av ett högpass-filter är en kondensator i serie med ett motstånd till jord där du tar ut signalen över motståndet.

Slutligen skall sägas att man kan styra brantheten (dvs hur snabbt filtret skall skära) hos filtret på en mängd olika sätt (exempelvis genom att koppla exakt likadana kedjor av kondensatorer och motstånd efter varandra).

Se även

http://sv.wikipedia.org/wiki/Filter_(signalbehandling)