Bendras pasyviųjų LC filtrų (LPF ir HPF) konstrukcijos principas
Kai grandinėje reikia slopinti tam tikro dažnio spektro kintamąsias sroves, bet tuo pačiu efektyviai praleisti sroves, kurių dažniai viršija arba žemesni už šį spektrą, gali būti naudingas pasyvus LC filtras ant reaktyviųjų elementų - žemųjų dažnių filtras įjungtas. žemo dažnio filtras (jei reikia efektyvus virpesių, kurių dažnis yra mažesnis už nustatytą), arba aukštųjų dažnių filtras HPF (jei reikia, efektyvus virpesių, kurių dažnis didesnis nei nustatytas), pralaidumas.
Šių filtrų konstrukcijos principas pagrįstas induktorių ir kondensatorių savybėmis skirtingai elgtis kintamosios srovės grandinėse.
Gerai žinoma, kad indukcinis pasipriešinimas ritės yra tiesiogiai proporcingas ja tekančios srovės dažniui, todėl kuo didesnis srovės, tekančios per ritę, dažnis, tuo didesnis reaktyvumas ji rodo šią srovę, tai yra labiau sulėtina kintamą aukštesnio dažnio srovę ir lengviau praleidžia žemesnio dažnio sroves.
Kondensatorius — priešingai, kuo didesnis srovės dažnis, tuo lengviau pro ją prasiskverbia ši kintamoji srovė, o kuo mažesnis srovės dažnis, tuo didesnė kliūtis srovei yra šis kondensatorius. Schematiškai žemo dažnio ir aukšto dažnio filtrai yra L formos, T formos ir U formos (kelių sankryžų).
L formos LC filtras
L formos filtras yra elementarus elektroninis filtras, susidedantis iš L induktyvumo ritės ir C talpos kondensatoriaus. Tokios grandinės dažnio charakteristika priklauso nuo dviejų elementų (L ir C) prijungimo eilės taško, kuriame taikomas filtruotas signalas ir L ir C reikšmėms ...
Praktikoje L ir C reikšmės parenkamos taip, kad jų reaktyvumas darbo dažnių diapazone būtų maždaug 100 kartų mažesnis už apkrovos varžą, kad būtų žymiai sumažintas pastarojo manevrinis poveikis filtro dažnio atsakui. .
Dažnis, kuriuo į filtrą nukreipto signalo amplitudė nukrenta iki 0,7 pradinės vertės, vadinamas ribiniu dažniu. Idealus filtras turi stačią vertikalią deformaciją.
Taigi, priklausomai nuo induktoriaus L ir kondensatoriaus C prijungimo sekos signalo šaltinio ir neutralios magistralės atžvilgiu, gausite aukšto dažnio filtrą - HPF arba žemų dažnių filtrą - LPF.
Tiesą sakant, šios grandinės yra įtampos dalikliai, o skirstytuvo rankose yra sumontuoti reaktyvieji elementai, kurių atsparumas kintamajai srovei priklauso nuo dažnio.
Čia galite lengvai apskaičiuoti įtampos kritimą kiekviename filtro elemente, atsižvelgiant į tai, kad esant ribiniam dažniui, įtampos kritimas filtro išėjime turėtų būti lygus 0,7 įėjimo įtampos amplitudės.Tai reiškia, kad santykis tarp reagentų turi būti 0,3 / 0,7 – remiantis šiuo santykiu, apskaičiuojamas separatorius, sudarantis filtrą.
Kai apkrovos grandinė yra atvira, žemųjų dažnių filtruose, kai įvesties signalo dažnis viršija filtro LC grandinės rezonansinį dažnį, išėjimo amplitudė pradeda smarkiai mažėti. Aukšto dažnio filtruose, kai įvesties signalo dažnis nukrenta žemiau filtro LC grandinės rezonansinio dažnio, pradeda kristi ir išėjimo amplitudė. Praktiškai LC filtrai nenaudojami be apkrovos.
T formos LC filtras
Siekiant susilpninti filtro manevravimo efektą jautriose grandinėse, prijungtose už jo, naudojami T formos filtrai. Čia prie L jungties, jo išėjimo pusėje, pridedamas papildomas reaktyvusis elementas.
L formos LC filtrui praktiškai apskaičiuota talpa arba induktyvumas pakeičiamas nuosekliu identiškų elementų poros sujungimu taip, kad jų bendra varža būtų lygi apskaičiuotam elementui, kuris pakeičiamas šia pora (jie deda dvi induktyvumo puses arba du kondensatoriai, kurių talpa yra dvigubai didesnė).
U formos LC filtras
Pridėjus papildomą elementą prie L formos jungties, bet ne gale, o priekyje, gaunamas U formos filtras. Ši grandinė labiau pakreipia įvesties šaltinį. Čia pridedamas elementas yra pusė apskaičiuotos L jungties talpos (kuri tiesiog padalinta į du talpinius elementus) arba dviguba induktyvumo vertė, dabar gaunama lygiagrečiai sujungus dvi rites.
Kuo daugiau jungčių filtre, tuo tikslesnis bus filtravimas.Dėl to didžiausia apkrovos amplitudė turės tokį dažnį, kuris šiam filtrui bus arčiausiai jo rezonanso dažnio (sąlyga ta, kad jungties indukcinė dedamoji yra lygi šiam jo talpinės komponentės dažniui), likusi dalis spektras bus slopinamas.
Kelių lygių filtrų naudojimas leidžia labai tiksliai atskirti norimo dažnio signalą nuo triukšmingo signalo. Net jei ribinio dažnio amplitudė yra palyginti maža, likusį diapazoną slopins bendras filtro čiaupų poveikis.