Pasif LC filtrelerinin (LPF ve HPF) genel yapım prensibi
Devrede belirli bir frekans spektrumuna sahip alternatif akımları bastırmak, ancak aynı zamanda bu spektrumun üstündeki veya altındaki frekanslara sahip akımları etkin bir şekilde geçirmek gerektiğinde, reaktif elemanlar üzerinde pasif bir LC filtresi yararlı olabilir - düşük geçişli bir filtre bir alçak geçiren filtre (gerekirse, frekans setin altında olan salınımların etkili geçişi) veya yüksek geçiren filtre HPF (gerekirse, set edilenden daha yüksek frekanslı salınımların etkili geçişi).
Bu filtrelerin yapım prensibi, indüktörlerin ve kondansatörlerin özelliklerinin AC devrelerinde farklı davranmasına dayanmaktadır.
Endüktif direncin iyi bilindiği bobinler içinden akan akımın frekansı ile doğru orantılıdır, bu nedenle bobinden geçen akımın frekansı ne kadar yüksek olursa, o kadar büyük olur. tepkisellik bu akımı gösterir, yani yüksek frekanslardaki alternatif akımları daha çok yavaşlatır ve düşük frekanslardaki akımları daha kolay geçirir.
kondansatör - tersine, akımın frekansı ne kadar yüksekse, bu alternatif akım içinden o kadar kolay geçer ve akımın frekansı ne kadar düşükse, bu kondansatör akımın önündeki engel o kadar büyük olur. Şematik olarak alçak geçiren ve yüksek geçiren filtreler L şeklinde, T şeklinde ve U şeklindedir (çok bağlantılı).
L-şekilli LC filtresi
L şeklindeki filtre, L endüktanslı bir bobin ve C kapasitanslı bir kapasitörden oluşan temel bir elektronik filtredir. Böyle bir devrenin frekans tepkisi, iki elemanın (L ve C) bağlanma sırasına bağlıdır. filtrelenmiş bir sinyal uygulanır ve L ve C değerlerine ...
Uygulamada, L ve C değerleri, filtrenin frekans yanıtı üzerindeki manevra etkisini önemli ölçüde azaltmak için, çalışma frekans aralığındaki reaktansları yük direncinden yaklaşık 100 kat daha küçük olacak şekilde seçilir. .
Filtreye uygulanan sinyalin genliğinin orijinal değerinin 0,7'sine düştüğü frekansa kesme frekansı denir. İdeal bir filtre dik bir dikey sapmaya sahiptir.
Bu nedenle, sinyal kaynağına ve nötr baraya göre indüktör L ve kapasitör C'nin bağlantı sırasına bağlı olarak, yüksek geçişli bir filtre - HPF veya düşük geçişli bir filtre - LPF elde edersiniz.
Aslında, bu devreler voltaj bölücülerdir ve bölücünün kollarına, alternatif akıma direnci frekansa bağlı olan reaktif elemanlar yerleştirilmiştir.
Burada, kesme frekansında filtre çıkışındaki voltaj düşüşünün giriş voltajı genliğinin 0,7'sine eşit olması gerektiğini dikkate alarak, filtre elemanlarının her birindeki voltaj düşüşünü kolayca hesaplayabilirsiniz.Bu, reaktifler arasındaki oranın 0,3 / 0,7 olması gerektiği anlamına gelir - bu orana göre filtreyi oluşturan ayırıcı hesaplanır.
Alçak geçiren filtrelerde yük devresi açık olduğunda, giriş sinyalinin frekansı filtrenin LC devresinin rezonans frekansını aştığında, çıkışın genliği keskin bir şekilde azalmaya başlar. Yüksek geçiren filtrelerde giriş sinyalinin frekansı filtrenin LC devresinin rezonans frekansının altına düştüğünde çıkışın genliği de düşmeye başlar. Pratikte LC filtreler yüksüz olarak kullanılmazlar.
T-şekilli LC filtresi
Filtrenin arkasına bağlı hassas devreler üzerindeki şöntleme etkisini zayıflatmak için T şeklinde filtreler kullanılmaktadır. Burada L bağlantısına, çıkışının yanında ek bir reaktif eleman eklenir.
L-şekilli LC filtresi için pratik olarak hesaplanan kapasite veya endüktans, bir çift özdeş elemanın seri bağlantısı ile değiştirilir, böylece toplam dirençleri, bu çift tarafından değiştirilen hesaplanan elemana eşittir (endüktansın iki yarısını koyarlar veya kapasitesinin iki katı olan iki kondansatör).
U-şekilli LC filtresi
L şeklindeki bağlantıya arkadan değil önden ek bir eleman eklenerek U şeklinde bir filtre elde edilir. Bu devre, giriş kaynağını daha fazla saptırır. Burada eklenen eleman, L-bağlantısı için hesaplanan kapasitansın yarısıdır (sadece iki kapasitif elemana bölünmüştür) veya şimdi iki bobini paralel bağlayarak elde edilen endüktans değerinin iki katıdır.
Filtrede ne kadar çok bağlantı varsa, filtreleme o kadar doğru olacaktır.Sonuç olarak, yükün en yüksek genliği, bu filtre için rezonans frekansına en yakın frekansa sahip olacaktır (koşul, bağlantının endüktif bileşeninin, kapasitif bileşeninin bu frekansına eşit olmasıdır), geri kalanı spektrum bastırılacaktır.
Çok seviyeli filtrelerin kullanılması, istenen frekanstaki sinyali gürültülü sinyalden çok hassas bir şekilde ayırmayı mümkün kılar. Kesme frekansındaki genlik nispeten küçük olsa bile, aralığın geri kalanı filtre musluklarının genel etkisiyle bastırılacaktır.