Активные RC — фильтры | Основы электроакустики
Активные RC — фильтры
Первоначально транзисторные фильтры получали путем замены индуктивностей устранения или уменьшения переходных процессов транзисторами и назывались они электронными фильтрами. С переходом к интегральной технологии электронные фильтры были выделены в отдельный класс схем – активные RC–фильтры или просто активные фильтры. Поэтому активные RC–фильтры строятся преимущественно на операционных усилителях или в виде интегральных схем.
Фильтры обычно классифицируют по назначению и соответствующему типу частотных характеристик, принципу действия и виду схем.
По назначению фильтры подразделяются на
- фильтры нижних частот (ФНЧ), а
- фильтры верхних частот (ФВЧ),б
- полосовые, в
- режекторные г
- гребенчатые фильтры.
Дадим определение этим типам фильтров.
- Фильтром верхних частот называется электрический частотный фильтр, имеющий полосу пропускания выше заданной частоты среза и полосу задерживания для более низких частот
- Полосовым фильтром называется электрический частотный фильтр, имеющий полосу пропускания, расположенную между двумя частотами среза. При этом под частотой среза фильтра f0 понимают частоту полосы пропускания (задерживания), на которой затухание передачи фильтра достигает заданного значения, иными словами, это граничная частота между полосой пропускания и полосой задерживания
- Режекторным фильтром называется электрический частотный фильтр, имеющий полосу задерживания, расположенную между двумя заданными полосами пропускания
- Гребенчатым фильтром называется электрический частотный фильтр, имеющий несколько чередующихся полос пропускания и задерживания
Идеализированные амплитудно-частотные характеристики первых четырех типов фильтров приведены соответственно на рис , где по оси ординат отложена величина К, называемая коэффициентом передачи фильтра.
Затухание передачи
Содержит один или несколько активных четырехполюсников с обратной связью, за счет которой формируется АЧХ фильтра. Данные фильтры принципиально содержат RC-элементы. При построении RC-фильтров используют три способа. Использование с/н верширующего ОУ, для которого коэффициент передачи:. Основывается на включении в цепь обратной связи произвольного усилителя подходящего фильтра. При этом, если в ОС стоит: — ФНЧ, то активный фильтр будет ФВЧ; — ПФ, то активный фильтр будет ФНЧ; — Рст. Ф, то активный фильтр будет ПФ. Основывается в конструировании специальных схем с заданными свойствами. Эти фильтры или результат синтеза по заданным характеристикам или результат целенаправленного инженерного поиска (т.е. предмет изобретения).Используются произвольные усилители с многопетлевой обратной связью. Содержит два конденсатора, следовательно, являются фильтрами второго порядка. Для получения фильтров более высокого порядка используют каскадное соединение.
13.Типовые схемы и параметры rc-фильтров
RC-фильтры широко используются на частотах до нескольких сотен кГц, где катушки индуктивностей громоздки, обеспечивая приемлемую избирательность. RC-фильтры бывают пассивными и активными. Активными считаются RC-фильтры, которые содержат усилительные элементы (например, транзисторы).
АЧХ (рис. 1) и ФЧХ таких фильтров определяются выражениями:
ФНЧ (рис. 1, а) – ;
ФВЧ (рис. 1, б) – ;
ПФ (рис. 1, в) –
д войной Т-образный мост (рис. 1, г), представляющий параллельное соединение Т-образных звеньев ФНЧ и ФВЧ –
.
14.Пассивные rc-фильтры
АЧХ (рис. 1) и ФЧХ таких фильтров определяются выражениями:
ФНЧ
(рис.
1, а)
–
;
ФВЧ (рис. 1, б) – ;
ПФ (рис. 1, в) –
двойной Т-образный мост (рис. 1, г), представляющий параллельное соединение Т-образных звеньев ФНЧ и ФВЧ –
.
15. Активные rc-фильтры
В качестве активного элемента таких фильтров обычно используются микросхемы операционных усилителей (ОУ), охваченные отрицательной обратной связью, так как их высокое входное сопротивление не нагружает частотно-задающие RC-цепи. Как и обычные RC-фильтры, они могут быть ФНЧ, ФВЧ, ПФ и ЗФ.
Отличительной
особенностью активных фильтров является
отсутствие катушек индуктивностей.
Малогабаритные элементы эквивалентные
большой индуктивности с малыми потерями
создаются с помощью гираторов – активных
RC-схем
обращающих знак полного сопротивления,
по входу или выходу. Активные RC-фильтры,
построенные с применением гираторов
называются гираторными и они обладают
свойствами RLC-цепей.
Схема гиратора содержит два инвертора знака сопротивлений (рис. 2, а). Схема инвертора знака сопротивления (рис. 2, б
Напряжение на выходе ОУ равно .
Пренебрегая uвых/K0 получаем .
Входной ток схемы определяется резистором R и равен ,
О ткуда . Если, например, в качестве Z подключить конденсатор, т , и .
Простейший однозвенный активный ФНЧ (рис. 3, а) является совмещением обычной интегрирующей цепи и неинвертирующего ОУ. Передаточная характеристика фильтра определяется интегрирующей цепью (рис. 3, б). Фильтр называется ФНЧ первого порядка, поскольку многочлен в знаменателе передаточной характеристики имеет первую степень аргумента.
В
схеме фильтра второго порядка
частотно-задающие элементы связаны не
только с входом, но и с выходом ОУ (рис.
3, в).
16. Электроакустические фильтры
Они представляют пьезоэлектрические фильтры (на элементах, использующих пьезоэлектрический эффект) и магнитострикционные фильтры (на элементах, использующих магнитострикционный эффект). Пьезоэлектрические и магнитострикционные фильтры являются устройствами акустоэлектроники. Пьезоэлектрические фильтры
Включая ПР в поперечные и продольные ветви лестничных схем (рис. 2, а) можно создавать фильтры с параметрами, практически не достижимыми в LC-фильтрах. Такие фильтры обладают малыми потерями, весьма высокой стабильностью, избирательностью (рис. 2,
Пьезоэлектрические
фильтры хорошо
работают на частотах от десятков кГц
до сотен МГц. Магнитострикционные
фильтры (МСФ) содержат элементы использующие
магнитострикционный эффект и в случае
механической связи между элементами
называются электромеханическими
фильтрами (ЭМФ). ЭМФ содержит (рис. 4)
ферритовый стержень 1, имеющий круглую,
прямоугольную или переменную форму
поперечного сечения. Один конец стержня
помещается в постоянное (создаваемое
магнитом 2) и переменное (создаваемое
катушкой L
Э
МФ
строятся по такой же схеме, как и
пьезомеханический фильтр. Они хорошо
работают на частотах от десятков до
сотен кГц .
В выше указанных фильтрах используются объёмные акустические колебания (волны) (ОАВ).
Пьезоэлектрические фильтры, которые используют сложные структуры пьезопреобразователей, возбуждающие и принимающие поверхностные акустические волны (ПАВ), называются фильтрами ПАВ и относятся к трансверсальному типу. Они содержат встречно-штыревые преобразователи (ВШП) 1 (рис. 5), нанесённые с помощью фотолитографии на пьезоэлектрическую подложку-звукопровод 2. ВШП представляют собой набор металлических электродов 3 подсоединённых к контактным шинам 4. Изменяя число электродов ВШП, располагая их с постоянным или переменным интервалом по длине звукопровода, изменяя перекрытие соседних электродов по их длине (ширине звукопровода) и порядок подключения к контактным шинам можно сформировать различные формы АЧХ и ФЧХ фильтров на ПАВ.
Наиболее эффективно применение таких фильтров в диапазоне частот от 10 до 500 МГц.
Что такое схема фильтра RC?
Введение
Как мы все знаем, самыми основными пассивными линейными компонентами являются резисторы (R), конденсаторы (C) и индуктивные компоненты (L).
Эти компоненты можно использовать для формирования 4 различных цепей: RC-цепи, RL-цепи, LC-цепи и RLC-цепи. Они обладают некоторыми важными для аналоговой электроники свойствами и могут использоваться в качестве пассивных фильтров. На практике конденсаторы (и RC-цепи) обычно используются вместо катушек индуктивности для формирования цепей фильтра. Это связано с тем, что конденсаторы меньшего размера легче изготовить. Эта статья в основном знакомит с RC Цепь в последовательном и параллельном состоянии.
RC-цепь (цепь резистор-конденсатор), также называемая RC-фильтром или RC-цепью, имеет резистор и конденсатор, соединенные последовательно. При подключении к источнику постоянного напряжения конденсатор заряжается экспоненциально во времени. То есть конденсатор может накапливать энергию, и когда резистор, включенный последовательно с ним, будет контролировать скорость, с которой он заряжается или разряжается. Это приводит к характерной временной зависимости, которая оказывается экспоненциальной.
Основные сведения о RC-цепях
Каталог
Введение | ||||||||
1.2 Характеристики RC-цепи | ||||||||
Ⅱ Как рассчитать RC-цепь? | ||||||||
Ⅲ Классификация RC-цепей 3.1 Последовательные и параллельные схемы 3.2 Пример: RC-фильтр нижних частот | ||||||||
ⅳ Визуализация отклика фильтра 4.1 Частотный характер 4.2 Низкий проходной сдвиг 4.3 Нижний походный фильтр | ||||||||
ⅴ Заключение | ⅴ Заключение | 9007
Кроме того, простые параллельные RC-цепи не могут резонировать, потому что резистор не накапливает энергию. Однако параллельные цепи LC могут резонировать. RC-цепи широко используются в аналоговых схемах и импульсных цифровых схемах. Если RC-цепь, соединенная последовательно в цепи, может ослабить низкочастотные сигналы, а если она подключена параллельно в цепи, она может ослабить высокочастотные сигналы. Это фильтрация. RC-цепь 
В аналоговой схеме выбор подходящего значения емкости C может избирательно пропускать высокочастотные сигналы, даже блокировать сигналы постоянного тока и низкочастотные сигналы. Например, конденсатор, соединенный последовательно с твитером, должен предотвратить попадание низкого тона в твитер, чтобы избежать перегорания. Более того, в схеме многокаскадного усилителя переменного тока схема фильтра верхних частот также является схемой связи.
т | т | 2τ | 3τ | 4τ | 5τ | .. | ∞ | у с (т) |
Уо | 0,368Uo | 0,135Uo | 0,05Uo | 0,018Uo | 0,0067Uo | … | ∞ | 0 |
. Постоянная времени τ – это время, за которое напряжение на конденсаторе падает до 1/e=36,8% от начального значения. В частности, это время, необходимое для зарядки конденсатора через резистор от начального зарядного напряжения, равного нулю, до примерно 63,2% значения приложенного постоянного напряжения, или для разряда конденсатора через тот же резистор примерно до 36,8% от значения приложенного постоянного напряжения. его начальное зарядное напряжение.
Когда t=4t, напряжение на конденсаторе очень мало, и обычно считается, что схема входит в устойчивое состояние, которое также называется нулевой входной характеристикой RC-цепи первого порядка.
Ⅲ Классификация RC-цепей
3.1 Последовательные и параллельные цепи
- Последовательная RC-цепь
В цепи конденсатор не может пропускать постоянный ток, а резисторы и резисторы препятствуют прохождению тока. Таким образом, полное сопротивление определяется сопротивлением и емкостным сопротивлением и изменяется с частотой. Последовательная RC-цепь имеет частоту вращения: f0=1/2πR1C1. Когда частота входного сигнала больше f0, общий импеданс практически не меняется и равен R1.
- Параллельная цепь RC
Параллельная цепь RC может передавать сигналы как постоянного, так и переменного тока. У него такая же частота вращения, как и у RC-цепи: f0=1/2πR1C1. С одной стороны, когда частота входного сигнала меньше f0, полное сопротивление цепи равно R1, с другой стороны, когда частота входного сигнала больше f0, емкостное сопротивление С1 относительно невелико, а полное сопротивление представляет собой сумму сопротивления и емкости.
Кроме того, когда частота высока до определенного уровня, общий импеданс равен нулю.
Введение в параллельную RC-цепь
Более того, по мере увеличения частоты конденсатор будет действовать как короткое замыкание на высокочастотный ток на своем пути. На низких частотах конденсатор блокирует ток.
3.2 Пример: RC-фильтр нижних частот
- Анализ цепи
Чтобы создать пассивный фильтр нижних частот , нам нужно объединить резисторные элементы с реактивными элементами. Это цепь, состоящая из резистора и конденсатора или катушки индуктивности. Теоретически топология нижних частот RL эквивалентна топологии нижних частот RC с точки зрения способности фильтрации. Однако на практике более распространены RC-цепи.
Рис. 4. Резистивно-емкостной фильтр нижних частот
Как показано на рисунке, при последовательном соединении резистора с сигнальным трактом и конденсатора параллельно с нагрузкой можно получить резистивно-емкостную характеристику нижних частот.
На рисунке нагрузка представляет собой одну часть, но в реальных схемах она может быть более сложной, например, входной каскад аналого-цифрового преобразователя, усилителя или осциллографа для измерения отклика фильтра.
Если резистор и конденсатор образуют частотно-зависимую схему делителя напряжения, мы можем интуитивно проанализировать функцию фильтрации RC-цепи нижних частот.
Рисунок 5. Замена RC-фильтра нижних частот делителем напряжения
Когда частота входного сигнала низкая, импеданс конденсатора больше, чем сопротивление резистора. Следовательно, большая часть входного напряжения будет падать на конденсаторе (и на обоих концах нагрузки, параллельной конденсатору). Когда входная частота выше, импеданс конденсатора ниже, чем импеданс резистора, а это означает, что напряжение на резисторе уменьшается, и на нагрузку передается меньшее напряжение. Поэтому низкие частоты пропускают, а высокие блокируют.
- Частота среза
Если фильтр не вызывает значительного затухания в частотном диапазоне, это называется полосой пропускания, а противоположное — полосой задержания.
Аналоговые фильтры, такие как фильтры нижних частот RC , всегда постепенно переходят из полосы пропускания в полосу задерживания. Это означает, что невозможно распознать, что фильтр перестает пропускать сигнал и начинает блокировать одну частоту сигнала. Вот почему введено понятие частоты среза.
При проверке АЧХ RC-фильтра спектр сигнала «разрезается» на две половины изображения, одна из которых сохраняется, а другая отбрасывается. Поскольку по мере того, как частота перемещается от точки ниже точки отсечки до значения выше точки отсечки, затухание постепенно увеличивается.
Частота среза фильтра нижних частот RC на самом деле является частотой, при которой амплитуда входного сигнала снижается на 3 дБ (это значение выбрано потому, что снижение на 3 дБ равно 50% снижению мощности). Поэтому частоту среза также называют частотой -3 дБ. Термин «полоса пропускания» относится к ширине полосы пропускания фильтра. Для фильтра нижних частот его полоса пропускания равна частоте -3 дБ (как показано на рисунке ниже).
Рис. 6. Частота среза -3 дБ
- Расчет отклика фильтра
Мы можем обсудить теоретическое поведение фильтра нижних частот с помощью типичного делителя напряжения. Выход резистивного делителя выражается следующим образом:
RC-фильтр использует эквивалентную структуру, используя конденсатор XC вместо R2. Затем нам нужно рассчитать общий импеданс и поместить его в знаменатель, так что получается
Реактивное сопротивление конденсатора представляет собой противоположную величину тока, но, в отличие от сопротивления, противоположная величина зависит от частоты сигнала, проходящего через конденсатор. Следовательно, мы должны рассчитать реактивное сопротивление на определенной частоте. Уравнение, которое мы используем для этого, выглядит следующим образом:
В приведенном выше примере конструкции: R≈160 Ом и C=10 нФ. Мы предполагаем, что величина VIN равна 1 В, поэтому мы можем просто исключить VIN из расчета.
Во-первых, давайте рассчитаем амплитуду V OUT с частотой синусоидального сигнала:
При подавлении шума амплитуда синусоидального сигнала практически не изменяется. Потому что частота среза (100 кГц), которую мы выбрали, намного выше, чем частота синусоиды (5 кГц).
Посмотрим, как фильтр успешно ослабляет шумовую составляющую.
Амплитуда шума составляет всего около 20% от исходного значения.
Ⅳ Визуализация отклика фильтра
4.1 Частотная характеристика
Самый удобный способ оценить влияние фильтра на сигнал — изучить график частотной характеристики. Это график Боде , который имеет амплитуду (в децибелах) по вертикальной оси и частоту по горизонтальной оси; горизонтальная ось обычно имеет логарифмическую шкалу, так что физическое расстояние между 1 Гц и 10 Гц такое же, как от 10 Гц до 100 Гц и от 100 Гц до 1 кГц. Такая конфигурация позволяет быстро и точно оценить поведение фильтра в большом диапазоне частот.
Рисунок 7. График Боде
Каждая точка на кривой представляет амплитуду выходного сигнала 1 В, а частота равна соответствующему значению на горизонтальной оси. Например, когда входная частота составляет 1 МГц, выходная амплитуда (при условии, что входная амплитуда составляет 1 В) будет равна 0,1 В (поскольку -20 дБ соответствует десятикратному коэффициенту уменьшения).
Кривая в полосе пропускания почти полностью ровная, а затем по мере приближения входной частоты к частоте среза начинает быстрее падать. Наконец, скорость изменения затухания становится стабильной, то есть при каждом десятикратном увеличении входной частоты амплитуда выходного сигнала уменьшается на 20 дБ.
4.2 Сдвиг фазы фильтра нижних частот
Способ, которым фильтр изменяет амплитуду различных частотных составляющих сигнала, обсуждался выше. Однако, кроме амплитудных эффектов, в реактивных элементах цепи всегда присутствуют фазовые сдвиги.
Понятие фазы относится к значению периодического сигнала в определенный момент цикла.
Поэтому, когда мы говорим, что схема вызывает фазовый сдвиг, мы имеем в виду, что она создает рассогласование между входным и выходным сигналами. То есть входные и выходные сигналы больше не начинают и не заканчивают свои периоды в одно и то же время. Значение фазового сдвига, например 45° или 90° указывает, какое смещение было создано.
Каждый элемент реактивного сопротивления в цепи вносит фазовый сдвиг на 90°, но этот фазовый сдвиг не происходит одновременно. Фаза выходного сигнала такая же, как и амплитуда выходного сигнала, и она постепенно изменяется по мере увеличения входной частоты. В RC-фильтре нижних частот у нас есть реактивный элемент (конденсатор), поэтому схема в конечном итоге внесет фазовый сдвиг на 90 °.
Как и в случае с амплитудной характеристикой, фазовую характеристику проще всего оценить, изучив график на горизонтальной оси, представляющий логарифмическую частоту. Следующее описание является общей закономерностью.
Фазовый сдвиг изначально равен 0° и постепенно увеличивается, пока не достигнет 45° на частоте среза.
Во время этой части реакции скорость изменений увеличивается. С течением времени фазовый сдвиг продолжает увеличиваться, но скорость изменения уменьшается. Когда фазовый сдвиг приближается к 90°, изменение скорости становится очень небольшим.
Рисунок 8. Фазовый сдвиг
4.3 Фильтр нижних частот второго порядка
Как упоминалось выше, мы предположили, что RC-фильтр нижних частот состоит из резистора и конденсатора. Эта конфигурация является фильтром первого порядка. «Порядок» пассивных фильтров определяется количеством реактивных компонентов (например, конденсаторов или катушек индуктивности) в цепи. Фильтры более высокого порядка имеют больше реактивных компонентов, что приводит к большему фазовому сдвигу и более крутому спаду.
Фильтры второго порядка обычно строятся по резонансному контуру, состоящему из катушек индуктивности и конденсаторов (такая топология называется «RLC», или цепь резистор-индуктор-конденсатор). Однако также возможно создать RC-фильтр второго порядка.
Как показано на рисунке ниже, все, что нам нужно сделать, это каскадировать два RC-фильтра первого порядка.
Рис. 9. Схема фильтра второго порядка
Хотя эта топология может давать характеристику второго порядка, она не получила широкого распространения. Потому что его частотная характеристика обычно не так хороша, как у активного фильтра второго порядка или RLC-фильтра второго порядка.
- Частотная характеристика
Мы можем попытаться создать RC-фильтр нижних частот второго порядка, разработав фильтр первого порядка на основе требуемой частоты среза, то есть последовательно соединив два каскада первого порядка. Этот набор имеет аналогичную общую частотную характеристику с максимальным спадом 40 дБ/декаду вместо 20 дБ/декаду.
Однако мы не можем просто соединить эти два каскада вместе и проанализировать схему как фильтр нижних частот второго порядка. Кроме того, даже если мы вставим буфер между двумя каскадами, чтобы первый RC-каскад и второй RC-каскад можно было использовать как независимые фильтры, затухание на исходной частоте среза будет 6 дБ вместо 3 дБ.
Потому что две стадии работают независимо. 9Рисунок 10. Частотная характеристика RC-RC фильтра степень демпфирования АЧХ.) фильтра. Если каскадировать два одинаковых RC-фильтра нижних частот, общая передаточная функция соответствует отклику второго порядка, но добротность всегда равна 0,5. При Q = 0,5 фильтр находится на границе сверхдемпфирования, что приводит к «провисанию» АЧХ в переходной области. Хотя активные фильтры второго порядка и резонансные фильтры второго порядка не имеют этого ограничения, разработчики могут управлять частотной характеристикой переходной области.
Ⅴ Заключение
Все электрические сигналы содержат смесь требуемой частоты и нежелательных сигналов. Нежелательные частотные составляющие обычно вызваны шумом и помехами, а в некоторых случаях негативно влияют на работу системы.
Фильтры — это схемы, которые по-разному реагируют на разные части спектра сигнала. Фильтр нижних частот предназначен для пропускания низкочастотных составляющих и блокировки высокочастотных составляющих.
Выходное напряжение RC-фильтра нижних частот можно рассчитать, рассматривая схему как делитель напряжения (независимый от частоты), состоящий из сопротивления и реактивного сопротивления.
График зависимости амплитуды (в дБ по вертикальной оси) от логарифмической частоты (в Гц по горизонтальной оси) является удобным и эффективным способом проверки теоретического поведения фильтра. Вы также можете использовать фазовый и логарифмический частотный график, определяющий величину фазового сдвига, который будет применяться к входному сигналу.
Фильтр второго порядка обеспечивает более крутой спад, и его отклик полезен, когда сигнал не может обеспечить широкополосное разделение между полезной и нежелательной частотами. Вы можете сделать RC-фильтр нижних частот второго порядка, соединив два идентичных RC-фильтра нижних частот первого порядка, но общая частота -3 дБ будет ниже ожидаемой.
В цепи RC-фильтра конденсатор может накапливать энергию, а резистор, включенный последовательно с ним, может управлять скоростью заряда-разряда.
И это дает характерную временную зависимость, которая оказывается экспоненциальной.
Часто задаваемые вопросы о цепи RC-фильтра
1. Что делает RC-фильтр? RC-цепи
можно использовать для фильтрации сигнала, блокируя одни частоты и пропуская другие. Двумя наиболее распространенными RC-фильтрами являются фильтры верхних частот и фильтры нижних частот; для полосовых и режекторных фильтров обычно требуются RLC-фильтры, хотя грубые фильтры можно изготовить с RC-фильтрами.
2. Что такое RC-фильтр в электронике?
Резисторно-конденсаторная цепь (RC-цепь), или RC-фильтр, или RC-цепь — это электрическая цепь, состоящая из резисторов и конденсаторов. … RC-цепь первого порядка состоит из одного резистора и одного конденсатора и представляет собой простейший тип RC-цепи.
3. Как рассчитать RC-цепь?
Импеданс (действительное значение) представляет собой действительную часть комплексного импеданса Z. Для последовательной RC-цепи мы получаем Z=√R2+(1ωC)2 Z = R 2 + ( 1 ω C ) 2 .
Мы видим, что амплитуда тока будет V/Z=V√R2+(1ωC)2 V/Z = V R 2 + ( 1 ω C ) 2,
4. Для чего используется RC-цепь?
RC-цепь имеет тысячи применений и является очень важной схемой для изучения. Его можно использовать не только для синхронизации цепей, его также можно использовать для фильтрации нежелательных частот в цепи и использовать в источниках питания, например, для вашего компьютера, чтобы помочь преобразовать переменное напряжение в постоянное напряжение.
5. Что такое последовательная цепь RC?
Цепь, которая содержит чистое сопротивление R омов, соединенных последовательно с чистым конденсатором емкостью C фарад, известна как цепочка серии RC. Приложено синусоидальное напряжение, и через сопротивление (R) и емкость (С) цепи протекает ток I.
Лучшие продажи диода
| Фото | Деталь | Компания | Описание | Цена (долл. США) |
Альтернативные модели
| Часть | Сравнить | Производители | Категория | Описание |
Заказ и качество
| Изображение | Произв. Деталь № | Компания | Описание | Пакет | ПДФ | Кол-во | Цена (долл. США) |
Поделиться
RC-фильтр — основные свойства, терминология и теория
RC-фильтры RC-фильтры — это легко выбираемые электронные компоненты, предназначенные для предотвращения или существенного сведения к минимуму возникновения искрения и генерации шума в контактах реле и переключателей.
RC-фильтры состоят из специально разработанных конденсаторов и резисторов, соединенных последовательно.
Искровые разряды и наведенный шум поглощаются в широком диапазоне характеристикой накопления и импедансом конденсатора, а постоянная времени RC задерживает и усредняет импульсное напряжение и колебания.
RC-фильтры должны обладать способностью накапливать перенапряжения и энергию тока и обеспечивать защиту от индуктивно наведенных потенциалов. Диэлектрический материал в конденсаторах, используемых в RC-фильтрах, обеспечивает очень высокую степень стойкости к напряжению. Все резисторы неиндуктивные, что обеспечивает высокую степень защиты от импульсных потенциалов.
Купить радиоуправляемый фильтр
RC-фильтры можно эффективно использовать во многих ситуациях, таких как гашение дуги, гашение колебаний, подавление обратной электродвижущей силы и подавление DV/DT. Вот краткий обзор преимуществ использования RC-фильтров в каждом приложении.
- Подавление дуги — в момент размыкания выключателя комбинация RC поглощает и подавляет энергию дуги, позволяя ей шунтировать выключатель
- Демпфирование колебаний — комбинация RC поглощает высокочастотные колебания, вызванные механическими вибрациями, такими как дребезжание контактов реле.
Точно так же колебания, создаваемые дуговым разрядом, также усредняются и подавляются комбинацией RC независимо от их происхождения. - Подавление обратной электродвижущей силы — с противоэлектродвижущей силой, обусловленной индуктивностью, пик импульсного напряжения подавляется путем проведения его через RC-цепь на стороне с низким импедансом. Пик поглощается емкостью RC. Форма волны усредняется и сглаживается постоянной времени RC; создаваемый таким образом шум устраняется или существенно минимизируется.
- Подавление DV/DT — комбинация RC позволяет уменьшить dv/dt операций «вкл» и «выкл» тиристоров или подобных устройств; таким образом подавляются перенапряжения и защищаются полупроводниковые элементы. Даже в случае цепей с пересечением нуля, таких как цепи переменного тока, необходима защита, поскольку гармонический шум возникает при наличии разрыва между фазами тока и напряжения в цепи нагрузки.
Точно так же колебания, создаваемые дуговым разрядом, также усредняются и подавляются комбинацией RC независимо от их происхождения.Приложения для фильтров RC включают:
- Защита контактов и помех при коммутационных операциях такого оборудования, как радиоприемники, телевизоры, копировальные аппараты, миксеры, кофемолки, стиральные машины, сушилки, станочное оборудование и упаковочные машины
- Защита электронных приборов при работе реле, соленоидов и двигателей
- Защита от электрических помех полупроводниковых приборов при управлении симисторами, тиристорами, двигателями, сварочными аппаратами и осветительным оборудованием
Как правило, расчетное значение RC трудно определить по приведенной ниже формуле.
