Pangkalahatang prinsipyo ng pagbuo ng mga passive LC-filter (LPF at HPF)

Kapag kinakailangan upang sugpuin ang mga alternating current na may isang tiyak na frequency spectrum sa circuit, ngunit sa parehong oras ay epektibong pumasa sa mga alon na may mga frequency sa itaas o ibaba ng spectrum na ito, ang isang passive LC filter sa mga reaktibong elemento ay maaaring maging kapaki-pakinabang - isang low-pass na filter sa isang low-pass na filter (kung kinakailangan epektibong pagpasa ng mga oscillation na may frequency sa ibaba ng set) o high-pass filter na HPF (kung kinakailangan, epektibong pagpasa ng mga oscillation na may frequency na mas mataas kaysa sa set).

Ang prinsipyo ng pagtatayo ng mga filter na ito ay batay sa mga katangian ng inductors at capacitors upang kumilos nang naiiba sa mga AC circuit.

Ito ay kilala na ang inductive resistance mga coils ay direktang proporsyonal sa dalas ng kasalukuyang dumadaloy dito, samakatuwid, mas mataas ang dalas ng kasalukuyang dumadaloy sa coil, mas malaki reaktibiti ipinapakita nito ang kasalukuyang ito, ibig sabihin, pinapabagal nito ang mga alternating current sa mas mataas na frequency at mas madaling pumasa sa mga alon sa mas mababang frequency.

Condenser — sa kabaligtaran, mas mataas ang dalas ng kasalukuyang, mas madaling tumagos ang alternating current na ito, at mas mababa ang dalas ng kasalukuyang, mas malaki ang hadlang sa kasalukuyang ang kapasitor na ito. Sa eskematiko, ang mga low-pass at high-pass na mga filter ay hugis-L, hugis-T at hugis-U (multi-junction).

L-shaped na LC filter

Ang L-shaped na filter ay isang elementary electronic filter na binubuo ng isang coil ng inductance L at isang capacitor ng capacitance C. Ang frequency response ng naturang circuit ay depende sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng dalawang elemento (L at C) na may kaugnayan sa punto kung saan ang isang na-filter na signal ay inilapat at sa mga halaga ng L at C ...

Sa pagsasagawa, ang mga halaga ng L at C ay pinili upang ang kanilang reactance sa operating frequency range ay humigit-kumulang 100 beses na mas maliit kaysa sa load resistance, upang makabuluhang bawasan ang maneuvering effect ng huli sa frequency response ng isang filter. .

Ang dalas kung saan ang amplitude ng signal na inilapat sa filter ay bumaba sa 0.7 ng orihinal na halaga nito ay tinatawag na cutoff frequency. Ang perpektong filter ay may matarik na patayong pagpapalihis.

Kaya, depende sa pagkakasunud-sunod ng koneksyon ng inductor L at ang kapasitor C na may paggalang sa pinagmulan ng signal at ang neutral na bus, makakakuha ka ng isang high-pass na filter - HPF o isang low-pass na filter - LPF.

Sa katunayan, ang mga circuit na ito ay mga divider ng boltahe, at ang mga reaktibong elemento ay naka-install sa mga braso ng divider, na ang paglaban sa alternating current ay nakasalalay sa dalas.

Dito madali mong makalkula ang pagbaba ng boltahe sa bawat isa sa mga elemento ng filter, na isinasaalang-alang na sa dalas ng cutoff, ang pagbaba ng boltahe sa output ng filter ay dapat na katumbas ng 0.7 ng amplitude ng boltahe ng input.Nangangahulugan ito na ang ratio sa pagitan ng mga reagents ay dapat na 0.3 / 0.7 - batay sa ratio na ito, ang separator na bumubuo sa filter ay kinakalkula.

Kapag ang load circuit ay bukas, sa mga low-pass na filter, kapag ang dalas ng input signal ay lumampas sa resonant frequency ng LC-circuit ng filter, ang amplitude ng output ay nagsisimula nang bumaba nang husto. Sa mga high-pass na filter, kapag ang dalas ng input signal ay bumaba sa ibaba ng resonant frequency ng LC circuit ng filter, ang amplitude ng output ay nagsisimula ring bumagsak. Sa pagsasagawa, ang mga filter ng LC ay hindi ginagamit nang walang pagkarga.

T-shaped na LC filter

Upang pahinain ang shunting effect ng filter sa mga sensitibong circuit na konektado sa likod nito, ginagamit ang mga T-shaped na filter. Dito, ang isang karagdagang reaktibong elemento ay idinagdag sa L-koneksyon, sa gilid ng output nito.

Ang kapasidad o inductance na praktikal na kinakalkula para sa L-shaped na LC filter ay pinalitan ng serye na koneksyon ng isang pares ng magkaparehong elemento upang ang kanilang kabuuang pagtutol ay katumbas ng kinakalkula na elemento na pinalitan ng pares na ito (naglalagay sila ng dalawang halves ng inductances o dalawang capacitor, na doble ang laki sa kapasidad).

U-shaped na LC filter

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng karagdagang elemento sa L-shaped na koneksyon, ngunit hindi sa likod, ngunit sa harap, isang U-shaped na filter ay nakuha. Ang circuit na ito ay mas pinapakiling ang input source. Narito ang elementong idinagdag ay kalahati ng kinakalkula na kapasidad para sa L-koneksyon (na nahahati lamang sa dalawang capacitive na elemento) o dalawang beses ang halaga ng inductance na nakuha ngayon sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang coils nang magkatulad.

Kung mas maraming koneksyon ang nasa filter, mas magiging tumpak ang pag-filter.Bilang resulta, ang pinakamataas na amplitude ng load ay magkakaroon ng dalas na para sa filter na ito ay magiging pinakamalapit sa dalas ng resonance nito (ang kundisyon ay ang inductive component ng koneksyon ay katumbas ng frequency na ito ng capacitive component nito), ang natitirang bahagi ng ang spectrum ay pipigilan.

Ang paggamit ng mga multi-level na mga filter ay ginagawang posible na napaka-tumpak na paghiwalayin ang signal ng nais na dalas mula sa maingay na signal. Kahit na ang amplitude sa cut-off frequency ay medyo maliit, ang natitira sa hanay ay pipigilan ng pangkalahatang epekto ng mga filter tap.