المبدأ العام لبناء مرشحات LC السلبية (LPF و HPF)
عندما يكون من الضروري قمع التيارات المتناوبة مع طيف تردد معين في الدائرة ، ولكن في نفس الوقت تمرر بشكل فعال التيارات ذات الترددات أعلى أو أقل من هذا الطيف ، يمكن أن يكون مرشح LC السلبي على العناصر التفاعلية مفيدًا - مرشح تمرير منخفض مرشح تمرير منخفض (إذا لزم الأمر ، مرور فعال للتذبذبات بتردد أقل من المجموعة) أو مرشح التمرير العالي HPF (إذا لزم الأمر ، مرور فعال للتذبذبات بتردد أعلى من المجموعة).
يعتمد مبدأ بناء هذه المرشحات على خصائص المحاثات والمكثفات لتتصرف بشكل مختلف في دوائر التيار المتردد.
من المعروف أن المقاومة الاستقرائية لفائف يتناسب طرديًا مع تواتر التيار المتدفق عبره ، وبالتالي ، كلما زاد تردد التيار المتدفق عبر الملف ، زاد التفاعلية يعرض هذا التيار ، أي أنه يبطئ التيارات المتناوبة على ترددات أعلى ويمرر التيارات عند الترددات المنخفضة بسهولة أكبر.
مكثف - على العكس من ذلك ، كلما زاد تردد التيار ، زادت سهولة اختراق هذا التيار المتردد من خلاله ، وكلما انخفض تردد التيار ، زاد عائق التيار أمام هذا المكثف. من الناحية التخطيطية ، تكون مرشحات التمرير المنخفض والمرور العالي على شكل حرف L وشكل T وشكل U (متعدد الوصلات).
مرشح LC على شكل حرف L.
المرشح على شكل L هو مرشح إلكتروني أولي يتكون من ملف الحث L ومكثف السعة C. تعتمد استجابة التردد لمثل هذه الدائرة على ترتيب توصيل عنصرين (L و C) بالنسبة للنقطة التي يتم تطبيق إشارة مصفاة وعلى قيم L و C ...
من الناحية العملية ، يتم اختيار قيم L و C بحيث يكون تفاعلهما في نطاق تردد التشغيل أصغر بنحو 100 مرة من مقاومة الحمل ، من أجل تقليل تأثير المناورة للأخير بشكل كبير على استجابة التردد للمرشح .
يُطلق على التردد الذي تنخفض فيه سعة الإشارة المطبقة على المرشح إلى 0.7 من قيمتها الأصلية تردد القطع. المرشح المثالي له انحراف عمودي حاد.
لذلك ، بناءً على تسلسل توصيل المحث L والمكثف C فيما يتعلق بمصدر الإشارة والناقل المحايد ، تحصل على مرشح تمرير عالي - HPF أو مرشح تمرير منخفض - LPF.
في الواقع ، هذه الدوائر عبارة عن فواصل للجهد ، ويتم تثبيت العناصر التفاعلية في أذرع الحاجز ، والتي تعتمد مقاومتها للتيار المتردد على التردد.
هنا يمكنك بسهولة حساب انخفاض الجهد في كل عنصر من عناصر المرشح ، مع الأخذ في الاعتبار أنه عند تردد القطع ، يجب أن يكون انخفاض الجهد عند خرج المرشح مساوياً لـ 0.7 من سعة جهد الدخل.هذا يعني أن النسبة بين الكواشف يجب أن تكون 0.3 / 0.7 - بناءً على هذه النسبة ، يتم حساب الفاصل الذي يتكون من الفلتر.
عندما تكون دائرة الحمل مفتوحة ، في مرشحات التمرير المنخفض ، عندما يتجاوز تردد إشارة الإدخال تردد الرنين لدائرة LC للمرشح ، يبدأ اتساع الإخراج في الانخفاض بشكل حاد. في مرشحات التمرير العالي ، عندما يقل تردد إشارة الإدخال عن تردد الرنين لدائرة LC للمرشح ، يبدأ أيضًا اتساع الخرج في الانخفاض. في الممارسة العملية ، لا يتم استخدام مرشحات LC على هذا النحو بدون تحميل.
مرشح LC على شكل حرف T.
لإضعاف تأثير تحويل المرشح على الدوائر الحساسة المتصلة خلفه ، يتم استخدام مرشحات على شكل حرف T. هنا ، يتم إضافة عنصر تفاعلي إضافي إلى وصلة L ، بجانب ناتجها.
يتم استبدال السعة أو المحاثة المحسوبة عمليًا لمرشح LC على شكل L بالتوصيل المتسلسل لزوج من العناصر المتماثلة بحيث تكون مقاومتها الإجمالية مساوية للعنصر المحسوب الذي تم استبداله بهذا الزوج (وضعوا نصفين من المحاثات أو مكثفان ، وهما ضعف السعة).
مرشح LC على شكل حرف U
عن طريق إضافة عنصر إضافي إلى الوصلة على شكل حرف L ، ولكن ليس في الخلف ، ولكن في المقدمة ، يتم الحصول على مرشح على شكل حرف U. هذه الدائرة تحيز مصدر الإدخال أكثر. هنا العنصر المضاف هو نصف السعة المحسوبة لوصلة L (التي تنقسم ببساطة إلى عنصرين سعويين) أو ضعف قيمة المحاثة التي يتم الحصول عليها الآن عن طريق توصيل ملفين على التوازي.
كلما زاد عدد التوصيلات الموجودة في المرشح ، زادت دقة التصفية.نتيجة لذلك ، سيكون لأعلى سعة للحمل التردد الذي سيكون لهذا المرشح الأقرب إلى تردد الرنين الخاص به (الشرط هو أن المكون الاستقرائي للاتصال يساوي هذا التردد لمكونه السعوي) ، وبقية سيتم قمع الطيف.
يتيح استخدام المرشحات متعددة المستويات فصل إشارة التردد المطلوب بدقة شديدة عن الإشارة الصاخبة. حتى إذا كان الاتساع عند تردد القطع صغيرًا نسبيًا ، فسيتم كبح بقية النطاق من خلال التأثير العام لصنابير المرشح.