• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  •                  Informacje o badaniu         Biorę udział       Nie obchodzi mnie to 

    Filtry pasywne

    Przeczytaj także...
    Filtry aktywne nie wykorzystują zazwyczaj własności elementów RLC, ale wzmacniaczy operacyjnych i konwerterów impedancji przy wspomaganiu specjalnymi elementami sterującymi oraz dostarczającymi energię do filtrowanego układu. Zawierają one zarówno obwody RLC, jak również elementy dostarczające energię do filtrowanego układu np. wzmacniacze czy układy nieliniowe.Filtr dolnoprzepustowy – układ elektroniczny, akustyczny lub inny element przetwarzający sygnał (np. odpowiedni algorytm) przepuszczający częstotliwości sygnału poniżej ustalonej częstotliwości granicznej, tłumi składowe widma leżące w górnej jego części. Układ elektryczny zbudowany jest zazwyczaj z cewki i jednego kondensatora lub opornika i kondensatora. Ma jedno pasmo przepustowe i jedno tłumiące. Filtr dolnoprzepustowy jest układem całkującym stratnym. Wielkością charakteryzującą taki układ jest transmitancja, określana jako stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego. Często zapisuje się ją w postaci operatorowej:
    Łożysko – część urządzenia technicznego np. maszyny lub mechanizmu, podtrzymująca (łożyskująca) inną jego część (łożyskowaną) w sposób umożliwiający jej względny ruch obrotowy (np. wał, oś). Cechy materiału łożyskowego: dobra odkształcalność, odporność na zatarcie, mały współczynnik tarcia suchego, odporność na zużycie, odporność na korozję, wytrzymałość na nacisk w temperaturze pracy, wytrzymałość zmęczeniowa, dobre przewodnictwo cieplne, stabilność geometryczna, dobra obrabialność.
    Rozdzielacz sygnału antenowego VHF i UHF z telewizora. Wejście na środku, z prawej filtr dolnoprzepustowy, z lewej górnoprzepustowy.

    Filtry pasywnefiltry wykonane tylko z pasywnych elementów RLC. Przy odpowiednim połączeniu tych elementów można uzyskać wszystkie typy filtrów. Filtry pasywne wykonuje się też jako elementy z materiałów piezoelektrycznych z odpowiednio napylonymi elektrodami.

    Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku. Wyraża to wzórProstownik jest to element lub zestaw elementów elektronicznych służący do zamiany napięcia przemiennego na napięcie jednego znaku, które po dalszym odfiltrowaniu może być zmienione na napięcie stałe.

    Filtry pasywne w zasilaczach[]

    Najprostszym rodzajem filtra pasywnego, szeroko stosowanego w elektronice, jest filtr dolnoprzepustowy w postaci kondensatora o dużej pojemności połączonego równolegle do filtrowanego napięcia (z ewentualnym szeregowym opornikiem). Urządzenia elektroniczne są często zasilane z sieci energetycznej za pomocą zasilaczy, w których napięcie sieci (o skutecznej wartości 230 V) jest transformowane na niskie napięcie użyteczne (np. 12 V), które jest następnie prostowane za pomocą prostownika dwupołówkowego. Napięcie wyjściowe takiego prostownika ma przebieg tętniący. Dopiero równoległe dołączenie kondensatora o odpowiedniej pojemności powoduje znaczne zmniejszenie amplitudy tętnień, czyli właśnie proces filtrowania. Im większa jest pojemność użytego kondensatora tym bardziej napięcie wyjściowe ma przebieg zbliżony do przebiegu stałego. Przy dużych natężeniach prądu obok kondensatorów stosuje się cewki włączone szeregowo z odbiornikiem, zwane w takim przypadku dławikami. Zmiany prądu w cewce wywołują powstanie napięcia przeciwdziałającego tym zmianom, a tym samym wygładzenie przebiegu prądu.

    Prąd stały (ang. direct current, DC) – prąd stały charakteryzuje się stałym zwrotem oraz kierunkiem przepływu ładunków elektrycznych, w odróżnieniu od prądu zmiennego i przemiennego – (AC, ang. alternating current).UKF – zakres fal radiowych (pasmo radiowe) o częstotliwości od 30 do 300 MHz, co odpowiada długości fali od 10 metrów do 1 metra.

    Filtry pasywne RC[]

    Charakterystyka filtra dolnoprzepustowego RC, dla którego amplituda w paśmie tłumienia opada z prędkością 20 dB na dekadę.

    Przykładowy pasywny filtr dolnoprzepustowy zrealizowany z opornika i kondensatora: Low pass filter.png

    Jeśli w powyższym układzie elementy C i R zostaną zamienione, wówczas powstanie pasywny filtr górnoprzepustowy.

    W obu przypadkach częstotliwość graniczna filtru wynosi: f_{g}=\frac{1}{2 \pi R C}, a charakterystyka amplitudowa w paśmie tłumienia opada o 20 dB na dekadę.

    Izolacja elektryczna (electric insulation) – zespół materiałów elektroizolacyjnych , które zapewniają utrzymanie wymaganej różnicy potencjałów między wszystkimi częściami urządzenia elektrycznego.Filtr jest to fragment obwodu elektrycznego lub obwodu elektronicznego odpowiedzialny za przepuszczanie lub blokowanie sygnałów o określonym zakresie częstotliwości lub zawierającego określone harmoniczne.

    Filtry pasywne LC[]

    Para elementów LC dostrojonych do określonej częstotliwości będzie się zachowywać, w zależności od sposobu włączenia do układu, jak filtr środkowoprzepustowy (używany np. do strojenia radiowych odbiorników AM) lub jak filtr środkowozaporowy (używany do tłumienia niepożądanego pasma częstotliwości). Pasywne filtry LC znajdują zastosowanie również w elektrycznych układach napędowych. Stosowane na wyjściu falownika, często nazywane filtrami sinusoidalnymi, ograniczają min. straty dodatkowe w silniku, starzenie się izolacji, erozję łożysk i hałas wytwarzany przez silnik. Przykładem pasywnego filtru indukcyjnego jest również element reaktancyjny o dużej indukcyjności stosowany w obwodzie wyjściowym prostownika. Podstawowym zadaniem takich dławików wygładzających jest ograniczenie pulsacji wyjściowych prostownika.

    Wartość skuteczna (w j. ang. rms od Root Mean Square – średnia kwadratowa) – statystyczna miara sygnału okresowo zmiennego (najczęściej dotyczy wielkości elektrycznych prądu i napięcia).Elektroda – końcowy element niektórych układów lub urządzeń elektrycznych, przewodnik elektryczny wysyłający ładunek elektryczny lub przyjmujący go z otoczenia, albo kształtujący pole elektrostatyczne w swoim otoczeniu.

    Podsumowanie[]

    Wszystkie rodzaje charakterystyk filtrów mogą być uzyskane za pomocą szeregowego lub równoległego połączenia kilku filtrów. Jednakże tłumienie sygnałów, poza pasmem przenoszenia, dla filtrów pasywnych często jest zbyt małe. Ponadto kaskadowe połączenie kilku filtrów skutkuje znacznym tłumieniem amplitudy, również w paśmie przenoszenia – w takich przypadkach zastosowanie mają filtry aktywne.

    Połączenie szeregowe (obwód szeregowy) jest to taki rodzaj połączenia elementów elektrycznych, w którym koniec jednego elementu łączy się z początkiem następnego. Połączenie takie tworzy szereg (łańcuch) elementów, w którym prąd elektryczny musi przepływać kolejno przez wszystkie elementy (natężenie prądu ma więc taką samą wartość dla wszystkich elementów w połączeniu szeregowym).Zasilacz – urządzenie służące do dopasowania dostępnego napięcia do wymagań zasilanego urządzenia. Ze względu na sposób zmiany wielkości napięcia wyróżnić można:

    Przypisy

    1. Jarosław Czornik. Kompatybilność elektromagnetyczna i niezawodność układów napędowych zasilanych za pośrednictwem przekształtników częstotliwości. „Napędy i Sterowanie”, s. 32-34, styczeń 2011. ISSN 1507-7764. Nr 1 (141). [dostęp 2013-02-14]. 
    2. Mirosław Łukiewski. Indukcyjny filtr prostowniczy. „Napędy i Sterowanie”, Lipiec/Sierpień 2009. ISSN 1507-7764. Nr 7/8 (123/124). [dostęp 2013-02-14]. 
    Połączenie równoległe (obwód równoległy) jest to taki rodzaj połączenia elementów elektrycznych, w którym wszystkie końce oraz wszystkie początki elementów są połączone razem. Połączenie takie tworzy odpowiednią ilość gałęzi, w których mogą płynąć różne prądy, ale które zasilane są takim samym napięciem elektrycznym.Filtr górnoprzepustowy (ang. high-pass filter) – układ elektroniczny bądź algorytm, który przepuszcza sygnały sinusoidalne oraz składowe widmowe złożonych sygnałów o częstotliwościach powyżej określonej częstotliwości granicznej, a tłumi składowe leżące poniżej.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Odbiornik energii elektrycznej (urządzenie odbiorcze) – urządzenie, którego funkcjonowanie jest uzależnione od pobierania energii dostarczanej w postaci prądu elektrycznego.
    Filtr środkowozaporowy – układ elektroniczny, bądź algorytm nieprzepuszczający częstotliwości sygnału między dwiema ustalonymi wartościami granicznymi. Jest to odwrotność filtru środkowoprzepustowego.
    Filtr środkowoprzepustowy (również: filtr pasmowoprzepustowy, filtr pasmowy) to układ elektroniczny, bądź algorytm przepuszczający składowe widmowe sygnału w określonym przedziale częstotliwości, nazywanym pasmem przepustowym. Pasmo przepustowe filtru środkowoprzepustowego definiuje się jako przedział pomiędzy dolną (fL) i górną (fH) częstotliwością graniczną lub jako przedział leżący wokół określonej częstotliwości środkowej tego filtru, f0. Zależność między częstotliwościami granicznymi oraz częstotliwością środkową i szerokością pasma B wyrażają wzory:
    Kondensator – jest to element elektryczny (elektroniczny), zbudowany z dwóch przewodników (okładek) rozdzielonych dielektrykiem.
    Piezoelektryki lub materiały piezoelektryczne – kryształy, w których obserwowane jest zjawisko piezoelektryczne, polegające na pojawieniu się pod wpływem naprężeń mechanicznych ładunków elektrycznych na ich powierzchni.
    Opornik, rezystor (z łac. resistere, stawiać opór) – najprostszy element bierny obwodu elektrycznego, wykorzystywany jest do ograniczenia prądu w nim płynącego. Jest elementem liniowym: występujący na nim spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Idealny opornik posiada tylko jedną wielkość, która go charakteryzuje – rezystancję. W praktyce występuje jeszcze pojemność wewnętrzna oraz wewnętrzna indukcyjność, co, np. w technice wysokich częstotliwości (RTV), ma duże znaczenie (jest to tzw. pojemność oraz indukcyjność pasożytnicza). W technologii bardzo wysokich częstotliwości – kilkuset megaherców (MHz) i powyżej – właściwości pasożytnicze typowego rezystora muszą być traktowane jako wartości rozproszone, tzn. rozłożone wzdłuż jego fizycznych wymiarów (zobacz: schemat zastępczy).
    Radioodbiornik (odbiornik radiowy, odbiornik radiofoniczny, radio) – urządzenie elektroniczne służące do odbioru audycji radiowych. Audycje wysyłane są przez stacje nadawcze jako fale radiowe zmodulowane sygnałem akustycznym (mowa, muzyka, efekty dźwiękowe). Stosowana bywa modulacja amplitudy (starsze rozwiązanie) lub modulacja częstotliwości. Zadaniem odbiornika jest zamiana informacji zawartej w falach radiowych na napięcie elektryczne, a następnie na dźwięk.

    Reklama