В помощь изучающему электронику

 

 

RC и LC фильтры - общие положения

Для построения фильтров в радиоаппаратуре используется независимость от частоты (в определенном частотном диапазоне) сопротивления R и зависимость от частоты реактивного сопротивления L, С для RC и LC цепочек.

Как уже было сказано выше в фильтрах используется зависимость полного сопротивления элементов цепочки от частоты и в общем виде описывается выражением.

U2 = U1 (X1+ X1) / X2

Частота среза определяется на уровне 0,707 по напряжению ( 3дб).

 

RC фильтры

RC фильтр верхних частот. Дифференцирующая цепочка, разделительная цепь в усилительной технике.

Расчет параметров и элементов фильтра для затухания на fс равном 3дб выполняется по формулам:

fс =(6,28 RC)-1[гц], R = (6,28 fс С)-1[ом], C = (6,28 fс R)-1[ф].

Отличия фильтра нижних частот, дифференцирующей цепочке, разделительной цепи только в выбранной частоте среза.

RC фильтр нижних частот(Г-образный). Интегрирующая цепь.

Расчет параметров и элементов фильтра для затухания на fс равном 3дб выполняется по формулам:

fс =(6,28 RC)-1[гц], R = (6,28 fс С)-1[ом], C = (6,28 fс R)-1[ф].

Исходным при расчетах RC фильтров берется величина R, как определяющая активное сопротивление фильтра и частота среза fс. Отсюда рассчитывается величина C для данного фильтра. Для увеличения затухания фильтра на fс применяется последовательное соединение нескольких звеньев (цепочек) при этом общее затухание суммируется и на каждое последующее звено оно будет равно 6дб. Например: для 1го звена 3дб, для 2х звеньев - 9 дб, для трех - 15дб.

RC полосовой фильтр.

Расчетные соотношения для расчета простейшего полосового фильтра:

f1 = [6,28 C2 (R1 + R2)]-1[гц], f2 = (R1 + R2) / (6,28 C2 R1 R2) [гц], С2 = (R1 + R2) /(6,28 f2 R1 R2) [ф], C2 = [6,28 f1 (R1 + R2)]-1[ф].

Для повышения эффективности этого фильтра необходимо чтобы: f2 = 10 f1 . При меньшем соотношении начинает сказываться взаимное влияние звеньев и значения f1, f2 будут отличаться от расчетных.

 

LC фильтры

LC фильтр нижних частот(Г-образный), интегрирующее звено.

Расчетные соотношения:

fс = 1 / 3,14 (LC)-1/2 [гц], L = R / 3,14 fс[гн], С = 1 / 3,14 fсR [ф], R = (L/C)-1/2

В большинстве LC фильтров произведение индуктивного и емкостного сопротивлений остается постоянным, при изменении частоты (вследствие взаимно противоположных изменений реактивных сопротивлений).

Недостатком Г образного LC фильтра является недостаточно четкая фиксация частоты среза, для увеличения крутизны затухания на частоте среза к Г образному звену добавляют вторую катушку индуктивности . Такой фильтр называют Т образным.

Т образный LC фильтр нижних частот.

Расчетные соотношения:

fс = 1 / 3,14 (LC)-1/2 [гц], L = R / 3,14 fс[гн], С = 1 / 3,14 fсR [ф], R = (L/C)-1/2

Здесь: L1 = L2 = L/2

Другой способ увеличить крутизны затухания, это добавление второго конденсатора, как это показано ниже.

П образный LC фильтр нижних частот.

Расчетные соотношения:

fс = 1 / 3,14 (LC)-1/2 [гц], L = R / 3,14 fс[гн], С = 1 / 3,14 fсR [ф], R = (L/C)-1/2.

Здесь: C = C1 + C2 или C1 = C2 = C/2.

Аналогичные соотношения и построение имеет LC фильтр нижних частот

Г образный LC фильтр нижних частот. Т образный LC фильтр нижних частот. П образный LC фильтр нижних частот.

Расчетные соотношения для этих фильтров одинаковые и имеют вид:

fс = 1 / 12,6 (LC)-1/2[гц], L = R / 12,6 fс [гн], C = 1/ 12,6 fсR [ф], R = (L/C)-1/2.

Также как для фильтров верхних частот: Т образный LC фильтр нижних частот C1 = C2 = C/2, П образный LC фильтр нижних частот L1 = L2 = L/2.

Одно главное требование - все виды LC фильтров рассчитываются из условия R фильтра равно Z или R нагрузки (согласованный режим).

Литература.

Оглавление.

1.Единицы измерения

2. Сопротивление, резистор

3. Емкость, конденсатор

4. Катушка индуктивности

5. Электрические цепи постоянного тока.

Основные понятия. Замкнутая и разветвленная цепи постоянного тока

6. Цепи переменного тока

Основные понятия, Сопротивление в цепи переменного тока, Конденсатор в цепи переменного тока, Индуктивность в цепи переменного тока, Мощность переменного тока

7. Колебательный контур

Основные зависимости, Последовательный колебательный контур, Параллельный колебательный контур

8. Применение колебательных контуров

Входная цепь приемника

9. Схемы построенные на R, L, C

RC и LC фильтры - общие положения, RC фильтры, LC фильтры

10. Аттенюаторы и согласование устройств

Аттенюаторы, Согласование источника с нагрузкой по мощности, току и напряжению

11. АНТЕННЫЕ УСТРОЙСТВА

Основные параметры передающих антенн, Параметры приемных антенн, Вибраторные антенны, Рамочные антенны, Приемные ферритовые антенны, Формулы для расчета вибраторных антенн

12. Распространение радиоволн

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ - Общие положения, ИОНОСФЕРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, Преломление и отражение радиоволн в ионосфере, Особенности распространения сверхдлинных и длинных волн, Особенности распространения средних волн, Особенности распространения коротких волн, РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН В ПРИЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ,  Распространения радиоволн над поверхностью земли, дальний прием

13. Векторные диаграммы, действующее сопротивление, сдвиг фаз, амплитудно и фазо частотные характеристики цепей содержащих L,C,R

14.  Основы теплообмена

15. Некоторые особенности применения конденсаторов в фильтрах