Рассмотрим, как работает фильтр-пробка на конденсаторах. Почему она
работает почти так же, как и на индуктивности с ёмкостью? В чём
секрет этой схемы, и в чём её хитрости/сложности?
Аналоговая электроника
В выпуске #27 мы рассмотрели две схемы фильтров-пробок - фильтров,
которые отфильтровывают какую-либо частоту (или группу рядом
расположенных частот).
Как работает схема на ёмкости и индуктивности - понятно. Это обычный
последовательный колебательный контур. А вот как работает схема
"только на конденсаторах"?
Я специально применил "круглые" номиналы - 1_кОм и 1_мкФ. Это R и C.
Обратите внимание на то, что "вертикальные" номиналы - R/2 и 2C.
Номиналы в этой схеме - ДАННОЕ. То есть при других соотношениях схема
не будет проявлять своих волшебных свойств. :)
Теперь кратко о том, как она работает. Сигнал приходит в точку А.
Далее он разделяется, и идёт по двум путям (как бы отдельные RCR и
CRC фильтры). Конечно, сигнал при этом затухает, но главное -
изменяется его фаза! /*Видите как "разошлись" синусоиды на графике?*/
А соединяясь в точке D, сигналы на определённой частоте (т.н.
РЕЗОНАНСНОЙ) имеют сдвиг фаз относительно друг друга на 180 градусов.
В этом случае они полностью гасят друг друга.
Обратим внимание на АЧХ. Этот график ещё раз наглядно иллюстрирует,
как работает схема. "Зелёный" сигнал - прямой. Сигналы B и C - ещё
раз доказывают, что мы имеем дело с двумя разными плечами. Одно
является ФВЧ, а другое - ФНЧ. Сигнал на выходе "проваливается" до
нуля. Но это кажется не закономерным. Ведь D получается сложением
двух сигналов (от ФНЧ и ФВЧ), которые отнюдь не нулевые!
А ноль мы получаем на выходе опять же оттого, что ненулевые сигналы
имеют противоположные фазы.
К сожалению, приведённая схема очень чувствительна к номиналам
ёмкостей и сопротивлений. Если не соблюсти точное соотношение
номиналов, то:
- на выходе (точка D) амплитудное значение сигнала одного плеча будет
отличаться от другого. И при сложении мы получим хоть и маленькую, но
синусоиду, то есть мы не получим 100% "резонанс" /*кавычки вокруг
слова РЕЗОНАНС поставлены потому, что имеется ввиду резонанс
фазовый - не классический (по частоте)*/
- сдвиг фаз на требуемой частоте будет отличаться от 180 градусов.
Поэтому наш "резонанс" уплывёт в ту или иную сторону :(
........
Кроме того, как это ни печально, но схема крайне отрицательно
воспринимает нагрузку! :)
Нет, конечно нагрузить её можно, но очень осторожно. Понятно, что
полностью достичь математически точного соотношения номиналов нельзя.
А ток нагрузки и характер тока (ведь он может быть и просто активным,
и иметь реактивную составляющую) будет влиять на полечи схемы
по-разному. Нагрузка будет попросту "растаскивать" плечи нашего
фильтра. И чем больший ток она будет потреблять, тем хуже наш фильтр
будет работать.
Но не всё так ужасно! Ведь мы можем перебрать две-три сотни
элементов, и подобрать их! :)))
Не рубите ёлки где попало. Берегите природу!!!
Владимир Медведь (с)
v_bear@mail.ru
Рассылка "Электроника. Образ жизни" для тех, кто увлекается
разработкой и ремонтом электронных схем. Она и для специалистов по
аналоговой технике, и для "цифровиков". Каждый радиолюбитель сможет
найти здесь что-то своё - узнать новости, спросить, где можно найти
или скачать документацию к микросхеме, поделиться хитростями (как
отремонтировать телефон, "оживить" компьютер), отгадать кроссворд по
электронной тематике.
В рассылке можно будет задать свои вопросы по телефонии, цифровой и
аналоговой схемотехнике, микроконтроллерам, интерфейсам,
радиолюбительской технологии, программированию, интернету.
Посоветоваться, как написать программу /*для контроллера или под
какое-либо устройство*/. Главное - проявить смелость и послать свой
вопрос.
"Электроника. Образ жизни" и для тех, кто ещё учится (с её помощью вы
сможете написать реферат о том, что же такое резистор или
конденсатор!), для тех, кто преподаёт, для тех, кто работает на
заводе, в лаборатории или в офисе.
Если Вы чувствуете, что электроника - это ваш образ жизни -
присоединяйтесь!
