Општи принцип конструкције пасивних ЛЦ-филтера (ЛПФ и ХПФ)

Када је потребно потиснути наизменичне струје са одређеним фреквентним спектром у колу, али истовремено ефикасно пропуштати струје са фреквенцијама изнад или испод овог спектра, може бити од користи пасивни ЛЦ филтер на реактивним елементима – нископропусни филтер на нископропусни филтер (по потреби ефективни пролаз осцилација са фреквенцијом испод задате) или високопропусни филтер ХПФ (по потреби ефективни пролаз осцилација са фреквенцијом већом од задате).

Принцип конструкције ових филтера заснива се на својствима индуктора и кондензатора да се различито понашају у наизменичним колима.

Добро је познато да индуктивни отпор калемови је директно пропорционална фреквенцији струје која тече кроз њу, дакле, што је већа фреквенција струје која тече кроз калем, то је већа реактивност приказује ову струју, односно више успорава наизменичне струје на вишим фреквенцијама и лакше пропушта струје на нижим фреквенцијама.

Кондензатор — напротив, што је већа фреквенција струје, то ова наизменична струја лакше продире кроз њу, а што је фреквенција струје мања, то је већа препрека струји овај кондензатор. Шематски, нископропусни и високопропусни филтери су у облику слова Л, у облику слова Т и у облику слова У (више спојева).

ЛЦ филтер у облику слова Л

Филтер у облику слова Л је елементарни електронски филтер који се састоји од намотаја индуктивности Л и кондензатора капацитивности Ц. Фреквентни одзив таквог кола зависи од редоследа повезивања два елемента (Л и Ц) у односу на тачку где примењује се филтрирани сигнал и на вредности Л и Ц ...

У пракси, вредности Л и Ц се бирају тако да њихова реактанца у радном фреквентном опсегу буде приближно 100 пута мања од отпора оптерећења, како би се значајно смањио маневарски ефекат последњег на фреквенцијски одзив филтера. .

Фреквенција на којој амплитуда сигнала примењеног на филтер пада на 0,7 његове првобитне вредности назива се гранична фреквенција. Идеалан филтер има стрм вертикални отклон.

Дакле, у зависности од редоследа повезивања индуктора Л и кондензатора Ц у односу на извор сигнала и неутралну магистралу, добијате високопропусни филтер - ХПФ или нископропусни филтер - ЛПФ.

У ствари, ова кола су делиоци напона, а реактивни елементи су уграђени у кракове разделника, чији отпор наизменичном струјом зависи од фреквенције.

Овде можете лако израчунати пад напона у сваком од филтерских елемената, узимајући у обзир да на граничној фреквенцији пад напона на излазу филтера треба да буде једнак 0,7 амплитуде улазног напона.То значи да однос између реагенаса треба да буде 0,3 / 0,7 - на основу овог односа израчунава се сепаратор који чини филтер.

Када је коло оптерећења отворено, у нископропусним филтерима, када фреквенција улазног сигнала пређе резонантну фреквенцију ЛЦ-кола филтера, амплитуда излаза почиње нагло да се смањује. У високопропусним филтерима, када фреквенција улазног сигнала падне испод резонантне фреквенције ЛЦ кола филтера, амплитуда излаза такође почиње да пада. У пракси, ЛЦ филтери се не користе као такви без оптерећења.

ЛЦ филтер у облику слова Т

Да би се ослабио ранжирни ефекат филтера на осетљива кола повезана иза њега, користе се филтери у облику слова Т. Овде се на Л-везу додаје додатни реактивни елемент, на страни његовог излаза.

Капацитет или индуктивност практично израчунати за ЛЦ филтер у облику слова Л замењује се серијским повезивањем пара идентичних елемената тако да њихов укупни отпор буде једнак прорачунском елементу који се замењује овим паром (стављају две половине индуктивитета или два кондензатора, који су дупло већег капацитета).

ЛЦ филтер у облику слова У

Додавањем додатног елемента на спој у облику слова Л, али не позади, већ напред, добија се филтер у облику слова У. Ово коло више утиче на улазни извор. Овде је додати елемент половина израчунате капацитивности за Л-везу (која је једноставно подељена на два капацитивна елемента) или двоструко већа вредност индуктивности која се сада добија паралелним повезивањем два намотаја.

Што више прикључака има у филтеру, то ће филтрирање бити прецизније.Као резултат, највећа амплитуда оптерећења ће имати фреквенцију која ће за овај филтер бити најближа његовој резонантној фреквенцији (услов је да је индуктивна компонента везе једнака овој фреквенцији његове капацитивне компоненте), остатак спектар ће бити потиснут.

Употреба вишеслојних филтера омогућава веома прецизно одвајање сигнала жељене фреквенције од шумног сигнала. Чак и ако је амплитуда на граничној фреквенцији релативно мала, остатак опсега ће бити потиснут општим ефектом филтерских славина.