Lc фильтр расчет онлайн. Расчет многозвенных LC-фильтров: практическое руководство

Как рассчитать многозвенный LC-фильтр нижних и верхних частот. Какие бывают виды LC-фильтров. Как выбрать порядок и тип фильтра. Какие формулы использовать для расчета элементов LC-фильтра. Какие особенности нужно учитывать при проектировании LC-фильтров.

Содержание

Виды и применение многозвенных LC-фильтров

LC-фильтры широко используются в радиотехнике для частотной селекции сигналов. Они позволяют пропускать или подавлять определенные частотные составляющие. Основные виды многозвенных LC-фильтров:

  • Фильтры нижних частот (ФНЧ) — пропускают низкие частоты и подавляют высокие
  • Фильтры верхних частот (ФВЧ) — пропускают высокие частоты и подавляют низкие
  • Полосовые фильтры (ПФ) — пропускают определенную полосу частот
  • Режекторные фильтры — подавляют определенную полосу частот

Многозвенные LC-фильтры позволяют получить более крутой спад амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) по сравнению с однозвенными. Это дает возможность более эффективно разделять частотные составляющие сигналов.


Основные параметры LC-фильтров

При проектировании LC-фильтров необходимо учитывать следующие ключевые параметры:

  • Частота среза — граничная частота полосы пропускания
  • Порядок фильтра — количество реактивных элементов
  • Неравномерность АЧХ в полосе пропускания
  • Подавление в полосе заграждения
  • Крутизна спада АЧХ
  • Входное и выходное сопротивления

Выбор этих параметров определяет тип аппроксимации АЧХ фильтра (Баттерворта, Чебышева и др.) и его порядок.

Выбор порядка и типа LC-фильтра

Порядок фильтра выбирают исходя из требуемого подавления в полосе заграждения. Чем выше порядок, тем больше крутизна спада АЧХ. Однако с ростом порядка усложняется схема фильтра.

Наиболее распространенные типы аппроксимации АЧХ LC-фильтров:

  • Фильтры Баттерворта — максимально гладкая АЧХ в полосе пропускания
  • Фильтры Чебышева — более крутой спад АЧХ, но есть пульсации в полосе пропускания
  • Эллиптические фильтры — самый крутой спад АЧХ, но есть пульсации в обеих полосах

Выбор типа фильтра зависит от конкретных требований к его характеристикам.


Расчет элементов LC-фильтра нижних частот

Рассмотрим порядок расчета LC-фильтра нижних частот на примере фильтра Чебышева 3-го порядка:

  1. Задаем исходные параметры:
    • Частота среза fc = 1 МГц
    • Входное/выходное сопротивление R = 50 Ом
    • Неравномерность АЧХ 0.1 дБ
  2. Выбираем нормированные значения элементов из таблиц для фильтра Чебышева 3-го порядка с неравномерностью 0.1 дБ:
    • g1 = 1.0316
    • g2 = 1.1474
    • g3 = 1.0316
  3. Рассчитываем номиналы элементов:
    • C1 = g1 / (2πfcR) = 1.0316 / (2π * 1e6 * 50) = 3.28 нФ
    • L2 = g2 * R / (2πfc) = 1.1474 * 50 / (2π * 1e6) = 9.13 мкГн
    • C3 = g3 / (2πfcR) = 1.0316 / (2π * 1e6 * 50) = 3.28 нФ

Полученная схема LC-фильтра нижних частот будет иметь П-образную топологию.

Расчет элементов LC-фильтра верхних частот

Для расчета LC-фильтра верхних частот используется метод частотного преобразования. Схема ФВЧ получается из ФНЧ заменой:

  • Индуктивности L на емкость C’ = 1 / (ω0^2 * L)
  • Емкости C на индуктивность L’ = 1 / (ω0^2 * C)

где ω0 = 2πfc — частота среза.

Таким образом, для ФВЧ 3-го порядка получим:


  • L1 = 1 / (4π^2 * fc^2 * C1) = 7.73 мкГн
  • C2 = 1 / (4π^2 * fc^2 * L2) = 2.77 нФ
  • L3 = 1 / (4π^2 * fc^2 * C3) = 7.73 мкГн

Схема ФВЧ будет иметь Т-образную топологию.

Особенности проектирования LC-фильтров

При разработке многозвенных LC-фильтров следует учитывать ряд важных моментов:

  • Использовать компоненты с малыми допусками для обеспечения расчетных характеристик
  • Учитывать паразитные параметры компонентов, особенно на высоких частотах
  • Применять экранирование для уменьшения паразитных связей между элементами
  • Использовать катушки индуктивности с высокой добротностью
  • Правильно выбирать топологию печатной платы для минимизации паразитных параметров

Соблюдение этих рекомендаций позволит спроектировать LC-фильтр с характеристиками, близкими к теоретическим.

Программы для расчета LC-фильтров

Для автоматизации процесса проектирования LC-фильтров можно использовать специализированные программы:

  • Filter Solutions — мощный инструмент для синтеза и анализа фильтров
  • Filter Free — бесплатная программа для расчета фильтров различных типов
  • FilterLab — онлайн-калькулятор для быстрого расчета простых LC-фильтров
  • Python FilterPy — библиотека на Python для проектирования цифровых и аналоговых фильтров

Использование таких программ значительно упрощает и ускоряет процесс разработки LC-фильтров.


Моделирование LC-фильтров

Для проверки характеристик спроектированного LC-фильтра рекомендуется провести его моделирование. Для этого можно использовать программы схемотехнического моделирования:

  • LTspice — бесплатный SPICE-симулятор с широкими возможностями
  • Multisim — профессиональный пакет для моделирования электронных схем
  • OrCAD PSpice — мощная система автоматизированного проектирования

Моделирование позволяет оценить реальные характеристики фильтра с учетом неидеальности компонентов и внести необходимые корректировки в схему.

Измерение параметров LC-фильтров

После изготовления LC-фильтра необходимо измерить его реальные характеристики. Основные параметры, подлежащие проверке:

  • АЧХ в полосе пропускания и заграждения
  • Частота среза
  • Неравномерность АЧХ в полосе пропускания
  • Входное и выходное сопротивление
  • Групповое время задержки

Для измерений используют анализаторы цепей, векторные анализаторы сигналов, осциллографы с БПФ. Сравнение измеренных характеристик с расчетными позволяет оценить качество изготовления фильтра.


Заключение

Проектирование многозвенных LC-фильтров — сложная, но интересная задача. Правильный выбор типа и порядка фильтра, точный расчет элементов и учет особенностей реализации позволяют создавать LC-фильтры с характеристиками, близкими к идеальным. Использование специализированных программ значительно упрощает процесс разработки. Моделирование и измерение параметров дают возможность оптимизировать конструкцию фильтра.


Онлайн расчёт многозвенных LC — фильтров. Калькулятор ПФ, ФВЧ, ФНЧ 3-го, 5-го и 7-го порядков.

Одиночный LC-фильтр, как ни бейся, не может обеспечить достаточного подавления сигналов вне заданного диапазона частот, поэтому для формирования более крутой переходной области обычно используют многозвенные LC — фильтры.
Причём фильтры чётных порядков при равенстве сопротивлений источника и нагрузки вообще теряют актуальность, ведь добавлением всего одного конденсатора они превращаются в фильтр более высокого порядка.

В низкочастотной схемотехнике LC-фильтры фильтры решительно теряют позиции в пользу активных фильтров высоких порядков, за исключением, пожалуй, сглаживающих фильтров источников питания, LC-фильтров акустических систем, да изредка НЧ фильтров приёмников прямого преобразования.

Зато на непаханых полях радиочастотных диапазонов свободного пространства хоть отбавляй. То-то раздолье тут земледельцу! По левую руку — входные фильтры приёмников и трансиверов, по правую — фильтры выходных каскадов передатчиков, посередине .

..
А что, собственно говоря, посередине?
Да всё, что угодно, поля-то — непаханые.

Описания свободных и вынужденных колебаний в электрических цепях, и иже с ними дисперсионные и характеристические уравнения систем различных аппроксимаций оставим бедолагам студентам, а сами играючи воспользуемся таблицами элементов LC фильтров-прототипов, приведённых в справочнике по расчёту фильтров Г. Ханзела.

Как правило, с точки зрения минимизации количества катушек индуктивности, в многозвенных фильтрах используют П-образную схему для ФНЧ и Т-образную для ФВЧ.

На Рис.1 приведены схемы подобных фильтров нижних и верхних частот 3-го, 5-го и 7-го порядков.

Рис.1

Расчёт поведём доверившись многочленам Пафнутия Львовича нашего Чебышёва.
Почему на сей раз Чебышева, а не вездесущего Баттерворта?

Ответ не сложен — в погоне за максимальным наклоном переходного участка, в жертву некоторой неравномерности АЧХ фильтра в полосе пропускания.

При одном и том же числе элементов схемы у фильтров Чебышева крутизна характеристики ослабления в полосе задерживания значительно больше, чем у фильтров Баттерворта и может составлять величину 8,5дб на октаву (против менее 6 дБ/окт) на каждый порядок фильтра.
Значение же неравномерности в полосе пропускания можно ограничивать, выбирая коэффициенты из таблицы фильтра — прототипа. Я посчитал, что неравномерность 0,28дБ окажется вполне приемлемой.

Ну и хватит, переходим к таблице.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА МНОГОЗВЕННЫХ ФИЛЬТРОВ ВЕРХНИХ и НИЖНИХ ЧАСТОТ.

   Характеристика фильтра   
 &nbsp ФНЧ ФВЧ
   Порядок фильтра     &nbsp 3-ий5-ый7-ой
   Частота среза фильтра          ГцкГц МГц 
   Сопротивление Rг и Rн (Ом)        
  
   C1            
   C2            
   C3            
   C4   
        
   L1            
   L2            
   L3            

И как обычно не забываем — многозвенные полосовые LC-фильтры получаются каскадным соединением ФНЧ и ФВЧ, тем более что они отлично друг с другом согласуются.

Ну а если полученный спад амплитудной характеристики не кажется слишком крутым, то нам прямая дорога к эллиптическим фильтрам, которые мы и посчитаем на следующей странице.

 

Расчет lc фильтра онлайн

Среди множества рекурсивных фильтров отдельно выделяют следующие фильтры по виду передаточной функции :. По порядку степени уравнения передаточной функции см. В конструкциях пассивных аналоговых фильтров используют сосредоточенные или распределённые реактивные элементы , такие как катушки индуктивности и конденсаторы. Сопротивление реактивных элементов зависит от частоты сигнала, поэтому, комбинируя их, можно добиться усиления или ослабления гармоник с нужными частотами. В качестве простейших фильтров низких и высоких частот могут использоваться RC-цепь или LR-цепь. В пассивных фильтрах добавление в схему фильтра любого реактивного компонента увеличивает порядок фильтра на 1.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Фильтры высоких и низких частот (частотный фильтр)
  • Расчет LC фильтров
  • Расчет Lc Фильтра Низких Частот Онлайн
  • Please turn JavaScript on and reload the page.
  • Пассивный калькулятор полосового фильтра rc
  • Какая есть программа расчета LC фильтра 3 порядка?
  • Пассивный калькулятор полосового фильтра rc
  • Частота резонанса в LC фильтре, онлайн расчет
  • Фильтр (электроника)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Назначение выходного фильтра блока питания

Фильтры высоких и низких частот (частотный фильтр)


Расчет LC фильтров начинают с определения порядка и сопротивления нагрузки, затем элементы LC фильтра определяют умножением значений фильтра-прототипа на частоту среза.

Элементы фильтров-прототипов рассчитаны заранее и сведены в таблицы. Наиболее полные таблицы приведены в справочнике по расчету LC фильтров Р. После определения фильтра-прототипа производится преобразование входного и выходного сопротивления фильтра.

Для увеличения сопротивления LC фильтра значения индуктивностей увеличиваются, а значения емкостей конденсаторов уменьшаются, как это показано в следующей формуле:. И завершается расчет LC фильтра увеличением частоты среза до требуемой величины. Для этого значения индуктивностей и конденсаторов уменьшаются на соответствующий коэффициент:. Точно таким же образом можно рассчитать и LC фильтр Чебышева.

В таблицах приведены только фильтры нечетных порядков. Это связано с тем, что у LC фильтров Чебышева четных порядков входное и выходное сопротивление не могут быть равны.

Рассмотрим пример проектирования LC фильтра. Задание Спроектировать фильтр нижних частот, пропускающий сигнал с частотами ниже 1 МГц и подавляющий помехи с частотами выше 2 МГц на 50 дБ. Неравномерность АЧХ в полосе пропускания 3 дБ. Входное и выходное сопротивление фильтра должно быть равно 50 Ом. Подобные фильтры часто применяются в качестве антиалиайсинговых фильтров на входе аналого-цифровых преобразователей. Фильтр Чебышева пятого порядка обеспечит подавление помех на 51 дБ , поэтому именно его и выберем.

Для этого воспользуемся выражением 1. Новые значения емкостей уменьшатся в 50 раз , а значения индуктивностей увеличатся на это же значение. И, наконец, уменьшим значения индуктивностей и емкостей в миллион раз, чтобы частота среза фильтра стала равной 1 МГц. После этого можно приступать к проектированию конструкции фильтра. До недавнего времени при проектировании фильтра выбирались только конденсаторы, а индуктивности изготавливались самостоятельно. В последнее время появилась возможность покупать не только конденсаторы, но и индуктивности.

Ряд фирм предоставляет готовые индуктивности с заданными параметрами. Задание Спроектировать полосовой фильтр с центральной частотой f 0 , равной 74 МГц. Полоса пропускания равна 6 МГц , неравномерность в полосе пропускания 3 дБ. Коэффициент прямоугольности равен 2, подавление в полосе непропускания 60 дБ.

Подобные фильтры часто применяются в качестве входных фильтров радиоприемников. Для этого поделим полосу пропускания фильтра на его центральную частоту. По графику амплитудно-частотной характеристики фильтра Чебышева пятого порядка определим, что он на частоте отстройки, равной двум, как раз обеспечивает подавление 60 дБ.

Поэтому схема фильтра-прототипа будет выглядеть так же, как и в предыдущем примере:. Для этого нужно пересчитать индуктивности и конденсаторы фильтра:.

All rights reserved. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания Новосибирского электротехнического института связи НЭИС.

Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре «Сигнал», Научно производственной фирме «Булат».

В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи. Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи «Сигнал», авиационной системы передачи данных «Орлан-СТД», отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения. Микушин является автором более 70 научных и научно-методических работ , в том числе 16 книг.

Схемы П-образных фильтров Баттерворта После определения фильтра-прототипа производится преобразование входного и выходного сопротивления фильтра. Элементы ФНЧ прототипа Чебышева с неравномерностью 0. Схема фильтра-прототипа на LC элементах 3 Согласуем вход и выход фильтра с волновым сопротивлением 50 Ом. Поэтому схема фильтра-прототипа будет выглядеть так же, как и в предыдущем примере: Рисунок 5.

Для этого нужно пересчитать индуктивности и конденсаторы фильтра: , Дата последнего обновления файла Титце У. Шенк К.

Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники: Пер. Справочник по расчету фильтров: пер. Радио, Поиск по сайту сервисом Яндекс. Об авторе: к.


Расчет LC фильтров

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно.

Существует множество способов расчёта элементов электрического фильтра акустических систем. Теперь они все сведены в одну таблицу и Вы .

Расчет Lc Фильтра Низких Частот Онлайн

Random converter. Данный калькулятор позволяет рассчитывать максимальный ток I max в начале заряда конденсатора , максимальную энергию E max и максимальный заряд конденсатора Q max , когда он полностью заряжен при данном напряжении , а также постоянную времени RC-цепи. Рассчитать постоянную времени, максимальную энергию, максимальный ток и максимальный заряд для цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора 2 кОм и конденсатора 5 мкФ. Цепь подключена к источнику постоянного напряжения 10 V. Обратите внимание: напряжение не нужно для расчета постоянной времени RC-цепи. Введите величины в поля для ввода, выберите единицы измерения и нажмите кнопку Рассчитать. Конденсаторы часто используются в различных электрических и электронных устройствах и системах. Вероятно, вы не найдете ни одно электронное устройство, в котором не содержится хотя бы один конденсатор.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Принимается, что комплексный импеданс расширенно определенное сопротивление резистора действителен и равен его сопротивлению. Импеданс конденсатора — мнимый. Он зависит от частоты сигнала. Вашему вниманию подборка материалов: Искусство разработки устройств. Элементная база.

Без использования электротехнических устройств их добыча затруднительна.

Пассивный калькулятор полосового фильтра rc

Расчет LC фильтров начинают с определения порядка и сопротивления нагрузки, затем элементы LC фильтра определяют умножением значений фильтра-прототипа на частоту среза. Элементы фильтров-прототипов рассчитаны заранее и сведены в таблицы. Наиболее полные таблицы приведены в справочнике по расчету LC фильтров Р. После определения фильтра-прототипа производится преобразование входного и выходного сопротивления фильтра. Для увеличения сопротивления LC фильтра значения индуктивностей увеличиваются, а значения емкостей конденсаторов уменьшаются, как это показано в следующей формуле:. И завершается расчет LC фильтра увеличением частоты среза до требуемой величины.

Какая есть программа расчета LC фильтра 3 порядка?

Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Подскажите, пожалуйста, программу расчета пассивного LC фильтра нижних частот третьего порядка. Онлайн-калькуляторов подходящих не нашел, а программы в основном считают только первый порядок. В идеале хочется задать полосу пропускания, входное и выходное сопротивления. Есть бесплатная программа rfsim В первую очередь одна предназначена для моделирования ВЧ цепей. В нее встроен калькулятор, позволяющий спроектировать нужный фильтр, в том числе и 3 порядка. Ответ написан более трёх лет назад.

Частота резонанса в LC фильтре, онлайн расчет поможет вам рассчитать частоту резонанса в LC фильтре, по значениям индуктивности катушки и.

Пассивный калькулятор полосового фильтра rc

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт. Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт. Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор.

Частота резонанса в LC фильтре, онлайн расчет

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК РАБОТАЕТ LC ЦЕПЬ — РЕЗОНАНС

Статья с иллюстрациями и подробными комментариями Расчет RC-фильтров частот как снизу так и сверху т е является полосовым фильтром 34 целесообразно добавить еще одно пассивное звено кривая 2 которое. Частотные фильтры фильтры высоких и низких частот полосовые расчёт активных и пассивных фильтров онлайн калькулятор пример расчета. Расчет фильтров основан на частотном преобразовании фильтра прототипа нижних частот Тип фильтра нижних частот верхних частот полосовой. Расчет пассивных разделительных фильтров в акустических системах Данная статья где f0 fd1fd2 средняя частота полосового фильтра Каждый Кривые 2 4 6 на рис 5 б показывают влияние согласующей RC-цепи. Частота среза RC фильтра онлайн расчет поможет вам рассчитать постоянную времени и частоту среза RC фильтра по значениям сопротивления и. Мы производим и продаем полосовые фильтры на поверхностных В электронной аппаратуре чрезвычайно важную роль играют пассивные полосовые фильтры Полосовые Простейшим среди фильтров является RC-фильтр.

Расчёт RC-фильтров. Внимание: калькулятор работает в тестовом режиме.

Фильтр (электроника)

Выходное напряжение полосового rc-фильтра. Пассивный полосовой rc-фильтр а и его АЧХ б Коэффициент усиления. Частотные фильтры, фильтры высоких и низких частот, полосовые резонансные фильтры, частота среза, одноэлементные фильтры высоких и низких частот, расчёт активных и пассивных фильтров, онлайн калькулятор, пример Пассивный полосовой rc-фильтр В отличие от полосового фильтра АЧХ моста Вина на резонансной частоте имеет минимум. Схема применима для подавления сигналов в. Диаграмма Боде пассивного полосового -фильтра.

Программа бесплатна и свободна для некоммерческого распространения. Скачать программу на русском языке RadioAmCalc 1. С помощью Калькулятора можно: рассчитать трансформатор при различных исходных данных в большинстве программ невозможно, например, поменять магнитную проницаемость сердечника рассчитать однослойные и многослойные катушки индуктивности определить сопротивление резистора по цветным полоскам определить сопротивление SMD-резистора определить емкость конденсатора по цветным полоскам рассчитать пассивный LC и RC фильтры нижних и верхних частот провести электротехнические расчеты по формулам. В последующих версиях: базы данных по транзисторам и микросхемам просмотр Международной системы единиц СИ перевод величин из одних систем в другие Ваши предложения Свои замечания и пожелания о работе программы Вы можете высказать в гостевой книге или в письме.


Калькулятор резонансной частоты — все RF

Резонансная частота LC-контура – ​​это частота, при которой индуктивное и емкостное сопротивления LC-контура равны.

Этот онлайн-калькулятор резонансной частоты разделен на три калькулятора.

Калькулятор 1: Рассчитывает резонансную частоту LC-контура путем ввода значений индуктивности и емкости.

Калькулятор 2: Рассчитывает значение индуктивности LC-контура для заданной частоты и значения емкости.

Калькулятор 3: Рассчитывает значение емкости контура LC Tank для заданной частоты и значения индуктивности.

Калькулятор резонансной частоты

В LC-цепи резонансной частотой называется частота, при которой возникает резонанс, т. е. при этой частоте индуктивное и емкостное сопротивления LC-цепи равны.

Этот онлайн-калькулятор резонансной частоты вычисляет резонансную частоту LC-контура, вводя значения индуктивности (нГн) и емкости (пФ).

Этот онлайн-калькулятор также предоставляет следующие дополнительные калькуляторы:

  1. Для расчета индуктивности (нГн) путем ввода значения емкости (пФ) и частоты (ГГц).
  2. Чтобы рассчитать емкость (пФ), введите значение индуктивности (нГн) и частоты (ГГц).
Какова резонансная частота LC-контура? Пожалуйста, укажите еще пару моментов для резонансной частоты. Почему это важно, что такое резонансные цепи, как это влияет на цепь

В LC-цепи резонансной частотой называется частота, при которой возникает резонанс, т. е. на этой частоте индуктивное сопротивление и емкостная реактивность LC-цепи равны равный.

Как рассчитать резонансную частоту LC-контура?

Следующая формула используется для расчета резонансной частоты LC-контура.

  • Где:
  • L = индуктивность LC-контура (LC-бак) в нГн
  • C= Емкость LC-цепи в пФ
  • F = Резонансная частота контура.
Как рассчитать индуктивность по частоте и емкости?
Напишите пожалуйста пару пунктов по индуктивности. Почему это важно, что такое резонанс контуров, как он влияет на контур

Следующая формула используется для расчета индуктивности по частоте и емкости.

Как рассчитать емкость по частоте и индуктивности?
Пожалуйста, напишите 2 предложения о емкости. как это влияет на LC-цепь

Следующая формула используется для расчета емкости по частоте и индуктивности.

  • Где:
  • L = индуктивность LC-контура (LC-бак) в нГн
  • C= Емкость LC-цепи в пФ
  • F = Частота

Проектирование и расчеты простой схемы LC фильтра верхних частот » Electronics Notes

Рекомендации по проектированию, схема и формулы для базового 3-полюсного LC-фильтра верхних частот для радиочастотных приложений.


Фильтр константы K Включает:
Фильтр константы k Простая конструкция LC LPF LC HPF конструкция Конструкция полосового фильтра LC

Основы фильтра включают: : ВЧ-фильтры — основы Характеристики фильтра Основы проектирования ВЧ-фильтров Конструкция фильтра высоких и низких частот Фильтр с константой k Фильтр Баттерворта фильтр Чебычева фильтр Бесселя Эллиптический фильтр


Фильтры верхних частот и, в частности, фильтры верхних частот LC используются во многих радиочастотных приложениях, где они блокируют низкие частоты и пропускают высокочастотные сигналы.

Хотя LC-фильтры верхних частот используются не так широко, как фильтры нижних частот, они используются во многих областях проектирования радиочастот для удаления нежелательных сигналов и пропускания полезных.

Обычно LC-фильтры используются для более высоких радиочастот, где активные фильтры не так управляемы, и более подходящими являются катушки индуктивности. В низкочастотных конструкциях, как правило, катушки индуктивности не используются, поскольку более распространены активные конструкции, а катушки индуктивности могут стать большими и дорогими.

Топологии фильтра верхних частот

Фильтры верхних частот, использующие LC-компоненты, т. е. катушки индуктивности и конденсаторы или даже резисторы и конденсаторы, могут быть объединены в эфирную пи- или Т-цепь. Как следует из названия, базовый элемент сети π имеет один последовательный конденсатор, а по обе стороны от него есть катушка индуктивности, соединенная с землей. Дополнительные сетевые элементы могут быть каскадированы, если требуется более высокая скорость спада.

Топология для 3-полюсного ВЧ-фильтра π LC

Аналогично, фильтр верхних частот T-цепи имеет один индуктор, соединенный с землей, и с каждой стороны имеется последовательный линейный конденсатор. Как и в случае с сетью π-секций, дополнительные элементы могут быть каскадированы для улучшения характеристик спада.

Топология 3-полюсного ВЧ-фильтра T LC

Таким образом, эти фильтры пропускают высокочастотные сигналы и подавляют низкочастотные. Эти фильтры могут использоваться в приложениях, где есть нежелательные сигналы в полосе частот ниже частоты среза, и необходимо пропустить полезные сигналы в полосе частот выше частоты среза фильтра.

Конструкция LC-фильтра верхних частот

Существует множество различных вариантов фильтров, которые можно использовать в зависимости от требований в отношении пульсаций в полосе частот, скорости, при которой достигается окончательный спад, и т. д. Тип, используемый здесь, представляет собой константу-k, и это дает некоторые управляемые уравнения :

Секцию π можно рассчитать из приведенных ниже уравнений и с использованием множителей, показанных на диаграмме, т. е. 2L и C.

3-полюсный ВЧ-фильтр Π LC

Фильтр верхних частот Т-образного сечения можно спроектировать с использованием приведенных ниже уравнений для расчета L и C, но обратите внимание, что на диаграмме показано, что это должно быть масштабировано, поскольку для данной проектной конфигурации требуются 2C и L.

3-полюсный ВЧ-фильтр T LC

Значения C и L, используемые в двух конфигурациях конструкции фильтра верхних частот LC, можно рассчитать по приведенным ниже уравнениям.

L = Z04 π fc Генри

C = 14 Z0 π fc Фарад

Fc = 14 π L C Герц

Где
    Z 0 = волновое сопротивление в Омах
     C = емкость в фарадах
     L = индуктивность в генри
    f c = частота среза в герцах3

Конструкция фильтра и меры предосторожности при сборке

Существует несколько рекомендаций, советов и советов, которые можно включить в конструкцию и сборку фильтра верхних частот, чтобы убедиться, что он соответствует требованиям проекта и максимально приближен к теоретическим характеристикам.

  • Каскадирование секций фильтра для лучшего ослабления:   Чтобы обеспечить больший наклон или спад в фильтре верхних частот, можно каскадировать несколько секций фильтра. При этом фильтрующие элементы из соседних секций могут быть объединены. Например, если два фильтра Т-образной секции соединены каскадом и каждая Т-секция имеет индуктор на 1 мкГн в каждом плече Т, их можно объединить в смежных секциях и использовать индуктор на 2 мкГн.
  • Используйте компоненты с малым допуском :   Важно выбрать компоненты для любого фильтра, и в данном случае для фильтра верхних частот. Для обеспечения требуемой производительности следует использовать компоненты с жесткими допусками. Также необходимо проверить температурную стабильность, чтобы убедиться, что компоненты фильтра существенно не изменяются в зависимости от температуры, тем самым изменяя производительность.
  • Расположение фильтра:   Следует соблюдать осторожность при расположении фильтра, особенно если фильтр используется для высоких частот. Емкостная и индуктивная связи являются основными элементами, которые вызывают ухудшение характеристик фильтра. Соответственно вход и выход фильтра должны быть разделены.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *