帶通和帶阻濾波器分析
發(fā)布時(shí)間:2020-12-07 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】將并聯(lián)和串聯(lián)設(shè)計(jì)混合在一起的一種有趣的電路,是與輸出負(fù)載串聯(lián)的并聯(lián)LC濾波器電路,下面我們將其稱(chēng)為(L // C)-R電路。下面的圖1給出了這種架構(gòu)的表示:
本文介紹利用并聯(lián)L // C而引起的諧振現(xiàn)象,并利用該現(xiàn)象我們對(duì)電子中的濾波器模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。
帶阻濾波器
將并聯(lián)和串聯(lián)設(shè)計(jì)混合在一起的一種有趣的電路,是與輸出負(fù)載串聯(lián)的并聯(lián)LC濾波器電路,下面我們將其稱(chēng)為(L // C)-R電路。下面的圖1給出了這種架構(gòu)的表示:
圖1:(L // C)-R電路圖
如果我們將Z L // C稱(chēng)為并聯(lián)LC結(jié)構(gòu)的阻抗,則可以寫(xiě)成V in = V out + Z L // C ×I。知道I = V out / R并通過(guò)用V out分解表達(dá)式,我們可以在幾步之后寫(xiě)出(L // C)-R電路的傳遞函數(shù):
eq 2:(L // C)-R傳遞函數(shù)
我們假設(shè)L = 3 mH,C = 5 nF,R = 10kΩ和20kΩ,我們來(lái)分析該電路的傳遞函數(shù),
圖2:(L // C)-R傳遞函數(shù)的圖
圖2陳述了這樣的一個(gè)事實(shí),即當(dāng)電阻增加時(shí),該帶阻濾波器的帶寬Δω變窄,這是因?yàn)镼 串聯(lián) =(1 / R)√( L / C)=ω 0 /Δω。
實(shí)際上,該定義對(duì)并聯(lián)電路無(wú)效,并聯(lián)結(jié)構(gòu)的公式變?yōu)镼 并聯(lián) = 1 / Q series =R√(C / L),這解釋了先前確定的圖1中的現(xiàn)象。
實(shí)際上,并聯(lián)RLC電路的特征參數(shù)是串聯(lián)RLC電路的倒數(shù)。
帶通濾波器
一個(gè)有趣的概念稱(chēng)為對(duì)偶性,使我們能夠從另一電路的知識(shí)中直接找到新電路的方式。基于這樣的事實(shí)推論,可以將應(yīng)用于電流或電壓的方程式應(yīng)用于特定結(jié)構(gòu)。
讓我們更清楚一點(diǎn),再考慮一下上面詳細(xì)介紹的帶阻濾波器示例。我們將這種配置稱(chēng)為(L // C)-R,因?yàn)長(zhǎng)//C電路與電阻R串聯(lián)(-)。我們已經(jīng)看到該電路充當(dāng)該電壓的帶阻濾波器。
該電路的對(duì)偶電路是圖3中所示的(L // R)// R電路:
圖3:圖1的對(duì)偶結(jié)構(gòu)
對(duì)偶性概念告訴我們,該對(duì)偶電路是帶阻濾波器(即帶通濾波器)的對(duì)偶。為了驗(yàn)證該假設(shè),我們可以通過(guò)寫(xiě)成I in = I out + Y L // C ×V out來(lái)開(kāi)始,這與上一節(jié)中顯示的等式相同,但適用于電流,如對(duì)偶性概念所述。ÿ L// C是L // C的導(dǎo)納和等于1 / Z L// C。
知道V out = R×I out并通過(guò)用I out分解表達(dá)式,得出:
eq 3:(L // C)// R傳遞函數(shù)
我們可以看到,等式3與等式2非常相似,但是虛數(shù)項(xiàng)是相反的,這決定了了帶通濾波器的行為。我們可以再次考慮相同的值L = 3 mH,C = 5 nF和R = 10kΩ和20kΩ,并繪制此傳遞函數(shù),以得出本節(jié)的結(jié)論并確認(rèn)帶通濾波器:
圖4:(L // C)// R傳遞函數(shù)圖
結(jié)論
并聯(lián)RLC電路的行為與串聯(lián)結(jié)構(gòu)完全不同。這是由于L // C電路的能量相互交換的現(xiàn)象,稱(chēng)為共振。
這種現(xiàn)象是由于互連的電感器和電容器之間發(fā)生了相互放電/電荷。這樣的電路的阻抗理論上趨于無(wú)窮大值在特定的脈動(dòng)ω 0稱(chēng)為共振脈動(dòng)(對(duì)于f或共振頻率0)。在實(shí)際電路中,此阻抗會(huì)由于內(nèi)部電阻行為而達(dá)到峰值。
推薦閱讀:
特別推薦
- 音頻放大器的 LLC 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
- 服務(wù)器電源設(shè)計(jì)中的五大趨勢(shì)
- 電子技術(shù)如何助力高鐵節(jié)能?
- 利用創(chuàng)新FPGA技術(shù):實(shí)現(xiàn)USB解決方案的低功耗、模塊化與小尺寸
- 加速度傳感器不好選型?看這6個(gè)重要參數(shù)!
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(十三)——使用熱系數(shù)Ψth(j-top)獲取結(jié)溫信息
- IGBT并聯(lián)設(shè)計(jì)指南,拿下!
技術(shù)文章更多>>
- 解鎖AI設(shè)計(jì)潛能,ASO.ai如何革新模擬IC設(shè)計(jì)
- 汽車(chē)拋負(fù)載Load Dump
- 50%的年長(zhǎng)者可能會(huì)聽(tīng)障?!救贖的辦法在這里
- ADI 多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)
- 攻略:7種傾斜傳感器的設(shè)計(jì)選擇
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
功率電阻
功率放大器
功率管
功率繼電器
功率器件
共模電感
固態(tài)盤(pán)
固體繼電器
光傳感器
光電池
光電傳感器
光電二極管
光電開(kāi)關(guān)
光電模塊
光電耦合器
光電器件
光電顯示
光繼電器
光控可控硅
光敏電阻
光敏器件
光敏三極管
光收發(fā)器
光通訊器件
光纖連接器
軌道交通
國(guó)防航空
過(guò)流保護(hù)器
過(guò)熱保護(hù)
過(guò)壓保護(hù)