חישוב מסנני LC. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חישוב מסנני LC. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

על ידי שילוב של משרנים וקבלים, ניתן לבנות מסננים, ראשית, בסדרים גבוהים יותר (סדר המסנן, ככלל, שווה למספר האלמנטים התגובתיים שלו), כלומר בעלי שיפועים תלולים יותר של תגובת תדר בפס העצירה , ושנית, החדרת הנחתה משמעותית פחות בפס המעבר. באופן אידיאלי, כאשר סלילים וקבלים הם ללא הפסדים (גורם האיכות שלהם הוא אינסופי), מסנני LC אינם מציגים הפסדים כלל.

מסנן ה-LC הפשוט ביותר הוא מעגל נדנוד. כלול כפי שמוצג באיור. 38 דיאגרמת, הוא יפעל כמסנן פס פס צר המכוון לתדר

f0= 1/2π√LC.

חישוב מסנני LC

בתדר התהודה, התנגדות הלולאה פעילה:

R0 = pQ.

כאשר p הוא ההתנגדות האופיינית, שווה לתגובת הסליל והקבל. יותר נוח לחשב אותו לפי הנוסחה

p = √L / C.

מכיוון שבדרך כלל הקבל אינו מציג הפסדים כמעט, גורם האיכות של המעגל שווה לגורם האיכות של הסליל. קל יותר לקבוע את תדירות התהודה ואת גורם האיכות בניסוי על ידי הרכבת המפל לפי התוכנית לעיל. תצטרך מחולל אותות שיוצר מתח כניסה Uin, וסוג של מד פלט עם התנגדות פנימית גבוהה, הכי טוב אוסילוסקופ. זה ישמש לרישום המתח Uout.

על ידי שינוי תדר הגנרטור, ניתן יהיה לרשום את ה-Uout המקסימלי בתדר התהודה של המעגל f0. הנגד R1 והתנגדות מעגל התהודה r0 יוצרים מחלק, ו

Uout = Uin/(R1+r0).

לאחר מדידת המתחים בכניסה וביציאה, קל כעת לחשב את עכבת התהודה, ולאחר מכן את גורם האיכות של המעגל.

דרך נוספת למדוד את גורם האיכות היא למדוד את רוחב הפס הלולאה 2Δf, כאשר Δf הוא סטיית תדר המתנד שבה Uout יורד ל-0,7 מערך התהודה. גורם האיכות קשור לרוחב הפס על ידי נוסחה פשוטה

Q = f0/2Δf.

במקרה זה, יש לזכור כי לא יימדד גורם האיכות הפנימי (הקונסטרוקטיבי) של המעגל Q0, אלא ערך מעט קטן יותר - גורם האיכות של המעגל המנוגד על ידי הנגד R1. לכן, ההתנגדות של הנגד בניסוי זה צריכה להיבחר גדולה ככל האפשר. לעתים קרובות הנגד מוחלף בקבל קטן, בפועל זה מספיק כדי להביא את בדיקה הגנרטור לפלט העליון (לפי התרשים) של המעגל.

גם עכבת הכניסה של אוסילוסקופ, או מכשיר אחר המחובר למעגל, אינה גדולה לאין שיעור, וכמובן, היא מפחיתה את גורם האיכות שלו. השיטה לחישוב גורם האיכות ה"טעון" היא פשוטה: אתה צריך למצוא התנגדות תהודה חדשה שנוצרה על ידי החיבור המקביל של R1 ו-R0, ולאחר מכן לחלק אותה ב-p. לאחר מכן, ההתנגדות R2 המחוברת ליציאה נלקחת בחשבון באותו אופן.

מסנן פס פס פס חד לולאה הוא מכשיר מאוד לא מושלם. אם ברצוננו להשתמש במאפיינים של המעגל באופן מלא, כלומר לקבל עקומת תהודה חדה התואמת לגורם האיכות הקונסטרוקטיבי, אזי יש לטעון את המעגל בצורה חלשה על ידי בחירת R1 ו-R2 גדולים בהרבה מ-R0. אז מקדם העברת הכוח קטן, מה שאומר הפסד גדול ברוחב הפס. אם המעגל עמוס בכבדות על ידי בחירת R1 = R2 << R0, אזי מקדם השידור נוטה למקסימום האפשרי (-6 dB), אך המעגל מאבד כמעט לחלוטין את תכונות התהודה שלו. עם זאת, מעגל בודד משמש לעתים קרובות בכניסה של מקלטי רדיו או במגברים תהודה בגלל הפשטות שלו.

מקדם העברת המתח גדל אם ניתן להפוך לפחות R2 לגדול (לדוגמה, על ידי חיבור המעגל לשער של טרנזיסטור אפקט שדה, המשמש להגברה נוספת של האות). נותר לתאם את המעגל מצד הקלט (לדוגמה, עם מזין אנטנה 75 אוהם). השתמש בחיבור אוטומטי שנאי (איור 39) או מחלק קיבולי (איור 40).

חישוב מסנני LC

במקרה הראשון

R1 = R0(n1/n0)²,

כאשר n1 הוא מספר הסיבובים מה"קרקע" לברז: n0 הוא המספר הכולל של סיבובים של הסליל (מניחים שהחיבור של חלקי הסליל חזק) במקרה השני

R1 = R0C1²/(C1 +C2)².

אם R2 אינו אינסופי, תחילה עליך לקחת זאת בחשבון על ידי חישוב ה-R0 החדש (מופחת על ידי חיבור מקבילי של R2), ולאחר מכן לחשב את התאמת הקלט. ניתן לשפר משמעותית את הפרמטרים של מסנן פס פס צר, כולל שניים, שלושה או יותר מעגלים. החיבור ביניהם יכול להיות אינדוקטיבי או קיבולי חיצוני. מקדם השראות ההדדית נבחר להיות קטן פי Q מההשראות של הסלילים, והקיבול של קבלי הצימוד קטן פי Q מקיבולי הלולאה, כאשר Q נקבע מרוחב הפס הנדרש של המסנן. אם O הוא הרבה פחות מגורם האיכות הקונסטרוקטיבי של הסלילים, ההפסדים במסנן קטנים. הקלט והפלט של המסנן עמוסים בנגדים R = pQ.

האות למעגל יכול להיות מיושם לא רק במקביל, כמתואר לעיל, אלא גם בסדרה, כמו באיור. 41. במקרה זה, אם יש צורך לקבל עקומת תהודה חדה, יש לבחור ככל האפשר את ההתנגדות R2, כמו קודם, ו-R1, להיפך, כמה שפחות. עם התנגדות פנימית קטנה של הגנרטור, למעגל כזה יש מקדם העברת מתח גדול בתדר התהודה, השווה ל-Q בגבול. בתדרים הנמוכים ביותר, מקדם ההעברה שואף לא לאפס, כמו במסננים שכבר נחשבו, אלא לאחד.

מקרה מעניין מאוד הוא כאשר נמצא במסנן לפי הסכימה של איור. 41, בחר את ההתנגדויות בכניסה ובפלט השווים למאפיין, כלומר R1 \u2d RXNUMX \uXNUMXd p.

חישוב מסנני LC

מסתבר שמסנן נמוך מותאם, שמקדם ההעברה שלו קבוע ושווה ל-1/2 (-6 dB) בכל התדרים מאפס ועד לתדר התהודה של מעגל L1C1, ויורד עם עלייה נוספת בתדר. . השיפוע של תגובת התדר הוא 12 dB לאוקטבה, כפי שצריך להיות עבור מסנן מסדר שני.

בפס המעבר של המסנן 0 ... f0, לרוב מניחים שמקדם ההעברה שווה לאחד, בהתחשב במתח הכניסה לא ב-EMF של המחולל, אלא במתח בין הפלט העליון של הנגד R1 לפי המעגל והחוט המשותף . יתר על כן, הנגד R1 יכול להיות ההתנגדות הפנימית של הגנרטור. הגנרטור, כביכול, "רואה" את התנגדות העומס R2 דרך מסנן שקוף בפס המעבר ונותן הספק מירבי ב-R1 = R2.

אגב, לרוב מחוללי המדידה יש התנגדות פנימית סטנדרטית של 50 אוהם, וסולם מתח המוצא מכויל למקרה של העומס שלהם גם ב-50 אוהם. אם הפלט של גנרטור כזה אינו עמוס בשום דבר, מתח המוצא יהיה גבוה פי שניים ממה שמראה קנה המידה של מחלש המוצא!

כדי להשיג שיפועים תלולים יותר של תגובת התדר, נעשה שימוש בזוג של הקישורים המתוארים בצורת L, המחברים אותם בהתאם לתמונה. 42 ליצירת T-link, או לפי איור. 43 כדי ליצור קישור U. במקרה זה, מתקבל מסנן נמוך מסדר שלישי. בדרך כלל מועדפים קישורים בצורת U, מכיוון שיש להם פחות משרנים עתירי עבודה לייצור.

חישוב מסנני LC

אפשר גם להמשיך "לבנות" את סדר המסננים, למשל באיור. 44 מראה כיצד מסנן מעבר נמוך של שני קישורים מהסדר החמישי מורכב משני קישורים בצורת U.

יש לו תגובת תדר תלולה מאוד בפס הסטופ - 30 dB לאוקטבה. זה יכול להיעשות אפילו קריר יותר אם קבלים קטנים נוספים מחוברים במקביל לסלילים. בתדרים של מעגלי התהודה המתקבלים, מתקבלות שתי נקודות של "שיכוך אינסופי", השוכנות בפס העצירה. במקרים מסוימים, התפקיד של קבלים נוספים יכול להתבצע על ידי קיבול ה-interturn של הסלילים.

ה-HPF בנוי בצורה דומה, רק הסלילים מוחלפים בקבלים, והקבלים מוחלפים בסלילים. מסנני פס פס רחב מתקבלים על ידי שילוב מסנן מעביר נמוך ומסנן גבוה, רצוי עם שלב מגבר מבודד ביניהם.

שאלה לבדיקה עצמית. באמצעות הנוסחאות בפרק זה, הגזר את נוסחאות החישוב עבור השראות והקיבול של הקישור בצורת L של מסנן המעבר הנמוך. חשב את ה-LPF לפי איור. 44 עבור מקלט הטרודיין חובב רדיו. תדר החיתוך של המסנן הוא 2,7 קילו-הרץ והעכבה האופיינית היא 1,6 קילו-הרץ.

חישוב מסנני LC

צייר מעגל סינון עם ייעוד דירוגי היסודות ותווה את תגובת התדר שלו בסולם לוגריתמי.

תשובה. הפרמטרים של הקישור המותאם בצורת L של מסנן המעבר הנמוך (איור 41, 42) נמצאים מתוך היחס R = p, כאשר R הוא התנגדות עומס המסנן; p הוא העכבה האופיינית שלו, שווה לתגובת האלמנטים שלו בתדר החיתוך:

L=R/2πf_c,C=1/2πf_cR.

לאחר קבלת הנוסחאות הללו, זה כבר לא קשה לחשב את האלמנטים של מסנן שני קישורי מעבר נמוך (איור 44) של מקלט הטרודיין, תוך התחשבות בעובדה שההשראות של שני הסלילים צריכות להיות 2L, הקיבולים של הקבלים הקיצוניים - C, הקיבול של הקבל האמצעי - 2C:

L= 1,6-10³/ 6,28.2,7-10³ - 0,095H = 95 mH, 2L = 190 mH;

C \u1d 6,28 / 2,7 10 XNUMX³1,6 10³ = 0,037x10^-6F \u0,037d 2 uF, 0,074C \uXNUMXd XNUMX uF.

בייצור מעשי של המסנן מחושב מספר הסיבובים של הסליל באמצעות המידע המובא בפרק 5. במקרה זה, רצוי להשתמש בטבעות פריט, המספקות גורם איכות טוב של הסליל והן רגישות מעטות. להפרעות משדות זרים. גרועים במקצת בשני המובנים הם מעגלים מגנטיים העשויים מלוחות פלדה בצורת W, למשל, משנאים ששימשו בעבר במקלטי טרנזיסטורים ניידים.

לדוגמה, בוא נחשב את מספר סיבובי הסליל בטבעת פריט K16x8x4 העשויה מפריט בדרגת 2000NM. בוא נשתמש בנוסחה L=μμ₀N²/l. מחליף לתוכו את הערכים μ = 2000, μ₀ = 4π-10^-7rH/M,S=16 10^-6M², l=38 10^-3M, אנחנו מקבלים L -10^-6N² או N - 10³L בהחלפת הערך L = 0,19 H, נקבל N = 430 סיבובים. יש לציין שבניגוד לאמונה הרווחת, מסננים פשוטים כאלה הם די לא קריטיים להתפשטות הפרמטרים של האלמנטים שלהם, בכל מקרה, לסטיות של ± 5% יש השפעה מועטה על צורת תגובת התדר. ניתן גם לבצע חישובים בדיוק מתאים. התנגדויות המקור והעומס של המסנן אפילו פחות קריטיות, וסטיות של עד ± 25% מקובלות כאן.

מחבר: V.Polyakov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

כפתור המוות במעבד Qualcomm Snapdragon 810 16.01.2015

קוואלקום הכריזה על הפונקציה המפותחת של חסימה מרחוק של מכשירים ניידים במעבד Snapdragon 810. אנחנו מדברים על רמת הגנה עמוקה יותר לגאדג'טים בהשוואה לפתרונות תוכנה במערכות הפעלה.

ה-Snapdragon 810 יהיה השבב הראשון בפורטפוליו של קוואלקום שיכלול את SafeSwitch, טכנולוגיה שתאפשר ליצרניות סמארטפונים וטאבלטים לכבות ולמחוק מרחוק נתונים באלקטרוניקה שלהם. תכונה זו תהיה שימושית אם המכשיר שלך יאבד או נגנב.

ה-"Kill Switch" מבית קוואלקום מיושם ברמת החומרה, מה שמאפשר להגן על הטלפון לפני טעינת מערכת ההפעלה, כך שניסיונות לחדש את המכשיר או להתקין תוכנה זדונית עליו יהיו חסרי תועלת. הגנה כזו יעילה יותר מהשירותים המיושמים באנדרואיד וב-iOS.

כדי לחזור להשתמש במכשיר הנעול באמצעות SafeSwitch, הבעלים יצטרך להזין קוד PIN סודי. אגב, טכנולוגיה זו מסוגלת לקבוע את מיקומו של המוצר האבוד.

SafeSwitch תהיה אופציה ב-Snapdragon 810 ובמעבדי קוואלקום אחרים, מה שיאפשר ליצרניות סמארטפונים וטאבלטים להצטרף לתכונה זו או לנצל מערכות אבטחה אחרות.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שעון חכם Hannspree Sportwatch

▪ רשת לאינטרנט מהיר במיוחד

▪ נמלים חותכות עלים מייצרות גז צחוק

▪ אתה צריך להפסיק לעשן מהר

▪ ציפוי נגד סנוור משפר את היעילות של פאנלים סולאריים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר מייצבי מתח. בחירת מאמרים

▪ מאמר לאבד פנים. ביטוי עממי

▪ מאמר היכן נחשים נמצאים בתרדמת חורף? תשובה מפורטת

▪ מאמר מתקין גשרי פלדה ובטון מזוין. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר משחת שיניים. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר שלושה שלבים - מאחד. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר