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.
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:
- Задаем исходные параметры:
- Частота среза fc = 1 МГц
- Входное/выходное сопротивление R = 50 Ом
- Неравномерность АЧХ 0.1 дБ
- 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
- Рассчитываем номиналы элементов:
- C1 = g1 / (2πfcR) = 1.0316 / (2π * 1e6 * 50) = 3.28 нФ
- 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 |   ФНЧ ФВЧ | |
| Порядок фильтра |   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.
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:
- Для расчета индуктивности (нГн) путем ввода значения емкости (пФ) и частоты (ГГц).
- 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.
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.
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.
