Passiivsete LC-filtrite (LPF ja HPF) ehituse üldpõhimõte
Kui ahelas on vaja summutada teatud sagedusspektriga vahelduvvoolusid, kuid samal ajal tõhusalt läbida voolusid, mille sagedused on sellest spektrist kõrgemad või madalamad, võib kasulik olla passiivne LC-filter reaktiivelementidel - madalpääsfilter sisse lülitatud. madalpääsfilter (vajadusel alla seatud sagedusega võnkumiste efektiivne läbipääs) või kõrgpääsfilter HPF (vajadusel seatust kõrgema sagedusega võnkumiste efektiivne läbipääs).
Nende filtrite ehituspõhimõte põhineb induktiivpoolide ja kondensaatorite omadustel käituda vahelduvvooluahelates erinevalt.
On hästi teada, et induktiivne takistus rullid on otseselt võrdeline seda läbiva voolu sagedusega, seega mida suurem on mähist läbiva voolu sagedus, seda suurem reaktsioonivõime see kuvab seda voolu ehk aeglustab kõrgematel sagedustel vahelduvaid voolusid rohkem ja laseb madalamatel vooludel kergemini läbi.
Kondensaator — vastupidi, mida suurem on voolu sagedus, seda kergemini see vahelduvvool sellest läbi tungib ja mida madalam on voolu sagedus, seda suurem on voolu takistuseks see kondensaator. Skemaatiliselt on madal- ja kõrgpääsfiltrid L-kujulised, T-kujulised ja U-kujulised (mitme ristmikuga).
L-kujuline LC-filter
L-kujuline filter on elementaarne elektrooniline filter, mis koosneb induktiivsusega L mähist ja mahtuvusega C kondensaatorist. Sellise vooluahela sageduskarakteristik sõltub kahe elemendi (L ja C) ühendamise järjekorrast punkti suhtes, kus rakendatakse filtreeritud signaali ning L ja C väärtustele ...
Praktikas valitakse L ja C väärtused nii, et nende reaktants töösagedusvahemikus on ligikaudu 100 korda väiksem kui koormustakistus, et oluliselt vähendada viimase manööverdavat mõju filtri sageduskarakteristikule. .
Sagedust, mille juures filtrile rakendatava signaali amplituud langeb 0,7-ni selle algväärtusest, nimetatakse piirsageduseks. Ideaalsel filtril on järsk vertikaalne läbipaine.
Seega, olenevalt induktiivpooli L ja kondensaatori C ühendamise järjestusest signaaliallika ja neutraalsiiniga, saate kõrgpääsfiltri - HPF või madalpääsfiltri - LPF.
Tegelikult on need ahelad pingejagurid ja jaguri harudesse on paigaldatud reaktiivelemendid, mille vahelduvvoolu takistus sõltub sagedusest.
Siin saate hõlpsalt arvutada pingelangus igas filtrielemendis, võttes arvesse, et väljalülitussagedusel peaks pingelang filtri väljundis olema võrdne 0,7 sisendpinge amplituudiga.See tähendab, et reaktiivide suhe peaks olema 0,3 / 0,7 - selle suhte põhjal arvutatakse filtri moodustav eraldaja.
Kui koormusahel on avatud madalpääsfiltrites, kui sisendsignaali sagedus ületab filtri LC-ahela resonantssagedust, hakkab väljundi amplituud järsult vähenema. Kõrgpääsfiltrites, kui sisendsignaali sagedus langeb allapoole filtri LC-ahela resonantssagedust, hakkab langema ka väljundi amplituud. Praktikas ei kasutata LC-filtreid sellisena ilma koormuseta.
T-kujuline LC-filter
Filtri manööverdusefekti nõrgendamiseks selle taha ühendatud tundlikele ahelatele kasutatakse T-kujulisi filtreid. Siin lisatakse L-ühendusele selle väljundi küljel täiendav reaktiivne element.
L-kujulise LC-filtri jaoks praktiliselt arvutatud võimsus või induktiivsus asendatakse identsete elementide paari järjestikuse ühendamisega nii, et nende kogutakistus on võrdne arvutatud elemendiga, mis asendatakse selle paariga (nad panevad kaks poolt induktiivsust või kaks kondensaatorit, mille võimsus on kaks korda suurem).
U-kujuline LC-filter
Lisades L-kujulisele ühendusele lisaelemendi, kuid mitte taga, vaid ees, saadakse U-kujuline filter. See ahel kallutab sisendallikat rohkem. Siin lisatakse element pool L-ühenduse arvutatud mahtuvusest (mis on lihtsalt jagatud kaheks mahtuvuslikuks elemendiks) või kahekordne induktiivsuse väärtus, mis on nüüd saadud kahe pooli paralleelsel ühendamisel.
Mida rohkem ühendusi filtris on, seda täpsem on filtreerimine.Selle tulemusel on koormuse kõrgeim amplituudi sagedus, mis selle filtri puhul on selle resonantssagedusele kõige lähemal (tingimuseks on, et ühenduse induktiivne komponent on võrdne selle mahtuvusliku komponendi selle sagedusega), ülejäänud spekter summutatakse.
Mitmetasandiliste filtrite kasutamine võimaldab väga täpselt eraldada soovitud sagedusega signaali mürasignaalist. Isegi kui amplituud piirsagedusel on suhteliselt väike, pärsib ülejäänud vahemikku filtri kraanide üldine mõju.