Pokazany układ to klasyczny przykład filtra RC, w którym kondensator jest podłączony do masy (GND) z węzła sygnałowego. Taka konfiguracja działa jak filtr dolnoprzepustowy, ponieważ "odprowadza" składowe wysokoczęstotliwościowe do masy, a składowe wolnozmienne przepuszcza.
Analiza jakościowa (najpewniejsza na egzaminie):
- Dla f → 0 (DC): impedancja kondensatora jest bardzo duża, więc C praktycznie nie przewodzi. Układ zachowuje się jak połączenie rezystorów w torze sygnału; przy braku istotnego obciążenia na wyjściu Vo jest bliskie Vi (nie ma gdzie "uciekać" prąd przez C).
- Dla f → ∞ (wysokie częstotliwości): impedancja kondensatora maleje, więc węzeł między R1 i R2 jest coraz mocniej "ściągany" do GND. Wtedy sygnał na wyjściu (za R2) również spada, bo wejściowe składowe szybkie są odprowadzane do masy przez C.
Zatem układ przepuszcza niskie częstotliwości i tłumi wysokie → odpowiedź: filtr dolnoprzepustowy.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- Filtr górnoprzepustowy wymaga sytuacji, w której niskie częstotliwości są blokowane (np. kondensator w szeregu z sygnałem), a wysokie przechodzą. Tutaj jest odwrotnie: przy wysokich częstotliwościach kondensator "zwiera" węzeł do masy, więc wysokie są tłumione.
- Filtr pasmowoprzepustowy musi mieć mechanizm tłumienia zarówno niskich, jak i wysokich częstotliwości (zostaje tylko pewne pasmo). Z pojedynczym kondensatorem do masy (bez dodatkowego elementu tworzącego "drugą granicę") typowo uzyskuje się charakter dolnoprzepustowy, nie pasmowy.
- Filtr pasmowozaporowy (notch) wymaga selektywnego tłumienia pewnego wąskiego zakresu częstotliwości. Najczęściej realizuje się go układami wyższego rzędu (np. z elementami RLC lub aktywnymi). Ten prosty układ RC nie tworzy "dziury" w charakterystyce, tylko monotoniczne tłumienie wraz ze wzrostem częstotliwości.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy widzisz kondensator do masy w węźle sygnałowym, pomyśl: "wysokie częstotliwości łatwo uciekają do GND" → najczęściej dolnoprzepustowy.
