Mga de-koryenteng filter — kahulugan, pag-uuri, katangian, pangunahing uri

Ang mga mapagkukunan ng enerhiya sa industriya ay nagbibigay ng praktikal sinusoidal boltahe curves… Kasabay nito, sa ilang mga kaso, ang mga alternating current at mga boltahe, na pana-panahon, ay naiiba nang husto sa mga harmonic.

Maaaring gamitin ang mga de-koryenteng filter upang pakinisin ang mga wave ng boltahe sa mga rectifier, mga demodulator na nagko-convert ng mga amplitude-modulated na high-frequency oscillations sa medyo mabagal na pagbabago sa boltahe ng signal, at iba pang katulad na mga device.

Sa pinakasimpleng kaso, maaari mong limitahan ang iyong sarili sa serial connection sa load inductors, na ang resistensya ay tumataas sa pagtaas ng harmonic order at medyo maliit para sa mga low-frequency oscillations at higit pa para sa pare-parehong bahagi. Ito ay mas epektibong gumamit ng U-shaped, T-shaped at L-shaped na mga filter.

Mga pangunahing kahulugan at pag-uuri ng mga de-koryenteng filter

Ang selectivity ng filter ay ang kakayahang pumili ng isang tiyak na hanay ng mga frequency na likas sa kapaki-pakinabang na signal mula sa buong frequency spectrum ng mga alon na pumapasok sa input nito.

Upang makakuha ng mahusay na pagpili, ang filter ay dapat pumasa sa mga alon sa mga frequency na likas sa nais na signal na may pinakamababang attenuation at may pinakamataas na attenuation para sa mga alon sa lahat ng iba pang mga frequency. Alinsunod sa filter na ito, maaaring ibigay ang sumusunod na kahulugan.

Ang isang de-koryenteng filter ay tinatawag na isang apat na poste na aparato na nagpapadala ng mga alon sa isang partikular na frequency band na may maliit na pagpapalambing (bandwidth), at mga alon na may mga frequency sa labas ng banda na ito — na may mataas na pagpapalambing o, gaya ng karaniwang sinasabi, ay hindi pumasa (hindi- transmission band).

Ayon sa istraktura ng mga circuit, ang mga filter ay nahahati sa chain (column) at mga filter ng tulay. Ang mga chain filter ay mga filter na ginawa ayon sa T-, P- at L-shaped bridge circuits. Ang mga filter ng tulay ay mga filter na ginawa sa isang circuit ng tulay.

Depende sa likas na katangian ng mga elemento, ang mga filter ay nahahati sa:

• LC - mga elemento kung saan ay inductance at capacitance;

• RC — mga elemento kung saan ay mga aktibong resistensya at kapasidad;

• resonator - ang mga elemento nito ay mga resonator.

Ayon sa pagkakaroon ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa filter circuit, nahahati sila sa:

• passive - hindi naglalaman ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa circuit;

• aktibo - naglalaman ng mga mapagkukunan ng enerhiya sa circuit sa anyo ng isang lampara o kristal na amplifier; minsan tinatawag na mga filter ng aktibong elemento.

Para sa isang kumpletong paglalarawan ng pagganap ng filter, kinakailangang malaman ang mga de-koryenteng katangian nito, na kinabibilangan ng frequency dependences ng attenuation, phase shift, at characteristic impedance.

Ang pinakamahusay ay isang filter na, na may pinakamababang bilang ng mga elemento, ay mayroong:

• ang pinakamataas na steepness ng damping na katangian;

• mataas na pagpapalambing sa non-transmit band;

• minimal at pare-pareho ang pagpapalambing sa passband;

• maximum constancy ng katangian impedance sa passband;

• linear phase tugon;

• ang posibilidad ng madali at maayos na pagsasaayos ng frequency band at ang lapad nito;

• pare-pareho ng mga katangian na hindi nakasalalay sa: mga boltahe (agos) na kumikilos sa input ng filter, temperatura at halumigmig ng kapaligiran, pati na rin ang impluwensya ng mga panlabas na electrical at magnetic disturbances;

• kakayahang magtrabaho sa iba't ibang saklaw ng dalas;

• ang laki, timbang at halaga ng filter ay dapat na panatilihin sa pinakamababa.

Sa kasamaang palad, walang solong elementarya na uri ng filter na ang mga katangian ay nakakatugon sa lahat ng mga kinakailangang ito. Samakatuwid, depende sa mga partikular na kondisyon, ang mga ganitong uri ng mga filter ay ginagamit, ang mga katangian na pinakamahusay na nakakatugon sa mga teknikal na kinakailangan. Kadalasan kinakailangan na mag-aplay ng mga filter sa mga kumplikadong circuit na binubuo ng mga elementarya na koneksyon ng iba't ibang uri.

Ang pinakakaraniwang uri ng mga filter

Sa fig. Ang 1 ay nagpapakita ng diagram ng isang simpleng L-shaped na filter na may inductor L at capacitor C na konektado sa pagitan ng receiver rpr at rectifier V.

Ang mga alternating currents sa lahat ng frequency ay nakakatugon sa isang makabuluhang inductor resistance, at ang isang parallel-connected capacitor ay pumasa sa natitirang high-frequency currents kasama ang parallel branch. Ito ay makabuluhang binabawasan ang boltahe ripples sa load. rNS.

Magagamit din ang mga filter na binubuo ng dalawa o higit pang magkakatulad na link. Minsan ang mga simpleng filter na may resistors ay ginagamit sa halip na mga inductors.

kanin. 1.Ang pinakasimpleng pampakinis na L-shaped na electric filter

Mas advanced ang mga resonant na filter na ginagamit nila resonance phenomena.

Kapag ang inductor at capacitor ay konektado sa serye, kapag fwL = 1 / (kwV), ang circuit ay magkakaroon ng pinakamataas na conductivity (aktibo) sa frequency fw at medyo mataas na conductivities sa frequency band na malapit sa resonance. Ang circuit na ito ay isang simpleng band pass filter.

Kapag ang inductor at capacitor ay konektado sa parallel, ang naturang circuit ay magkakaroon ng pinakamababang conductivity sa resonant frequency at medyo mababa ang conductivity sa frequency band na malapit sa resonant frequency. Ang nasabing filter ay isang blocking filter para sa isang partikular na frequency band.

Upang mapabuti ang pagganap ng isang simpleng band-pass na filter, posible na gumamit ng isang scheme (Larawan 2) kung saan ang isang inductor at isang kapasitor ay konektado sa parallel sa bawat isa na kahanay sa receiver. Ang nasabing circuit ay nakatutok din sa resonance sa dalas ng mga kambing at nagpapakita ng napakataas na pagtutol para sa mga alon sa napiling frequency band at mas kaunting pagtutol para sa mga alon ng iba pang mga frequency.

kanin. 2. Schematic ng isang simpleng bandpass filter

Ang isang katulad na filter ay maaaring gamitin sa mga modulator na gumagawa ng modulated oscillations sa isang tiyak na frequency. Ang isang low-frequency signal boltahe Uc ay inilapat sa modulator M, na kung saan ay na-convert sa modulated high-frequency oscillations, at ang filter ay naghihiwalay sa boltahe mula sa kinakailangang dalas, na kung saan ay fed sa load rNS.

Ipagpalagay, halimbawa, na ang isang non-sinusoidal alternating current ay dumadaloy sa circuit at ang napakalaking third at fifth harmonic currents ay aalisin mula sa receiver current curve.Susunod, isasama natin ang dalawang circuit na nakatutok sa resonance para sa ikatlo at ikalimang harmonika sa circuit (Larawan 3, a).

Ang kaliwang linya ng impedance na nakatutok sa resonance para sa dalas ng 3w ay magiging napakalaki para sa dalas na iyon at maliit para sa lahat ng iba pang mga harmonika; isang katulad na papel ang ginagampanan ng tamang circuit na nakatutok sa resonance para sa frequency 5w... Samakatuwid, ang kasalukuyang curve ng input receiver ay halos hindi maglalaman ng ikatlo at ikalimang harmonics (Fig. 3, b), na pipigilan ng salain.

kanin. 3. Scheme na may mga series-connected resonant circuits na nakatutok sa resonance para sa ikatlo at ikalimang harmonika: a — circuit diagram; b — mga kurba ng boltahe at circuit at kasalukuyang inp ng receiver

kanin. 4. Bandpass filter output boltahe curve

Sa ilang mga kaso, ang mga mas sopistikadong band-pass na mga filter ay ginagawa, pati na rin ang mga cut-off na filter na pumasa o hindi pumasa sa mga oscillation na nagsisimula sa isang partikular na frequency. Ang ganitong mga filter ay binubuo ng T-shaped o U-shaped na mga koneksyon.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga filter ay na sa frequency band ng mga frequency, halimbawa, isang bandpass filter, ang resonance ay nangyayari sa n + 1 frequency, kung saan ang n ay ang bilang ng mga koneksyon. Ang isang curve Uout = f (w) para sa naturang filter na binubuo ng tatlong koneksyon ay ipinapakita sa Fig. 4. Ang resonance ay nangyayari sa mga frequency na w1, w2, w3 at w4.

Tingnan din ang paksang ito: Mga filter ng kapangyarihan atMga filter ng input at output para sa mga frequency converter