Filtr pasywny: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
m ilustracja |
m drobne merytoryczne (cewka wygładza prąd a kondensator - napięcie), dodano rysunek filtru, do którego odnosi się tekst, wikizacja |
||
Linia 1:
[[Plik:Hilofilter.agr.jpg|thumb|300x300px|Rozdzielacz sygnału antenowego [[Fale metrowe|VHF]] i [[Fale decymetrowe|UHF]] z telewizora. Wejście na środku, z prawej [[filtr dolnoprzepustowy]], z lewej [[Filtr górnoprzepustowy|górnoprzepustowy]].]]
'''Filtry pasywne''' – [[Filtr (elektronika)|filtry]] wykonane tylko z pasywnych elementów [[Obwód RLC|RLC]]. Przy odpowiednim połączeniu tych elementów można uzyskać wszystkie typy filtrów. Filtry pasywne wykonuje się też jako elementy z materiałów [[Piezoelektryki|piezoelektrycznych]] z odpowiednio napylonymi [[elektroda]]mi.
== 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 [[napięcie elektryczne|napięcia]] (z ewentualnym [[połączenie szeregowe|szeregowym]] [[opornik]]iem). Urządzenia elektroniczne są często zasilane z sieci energetycznej za pomocą [[zasilacz]]y, w których napięcie sieci (o [[wartość skuteczna|skutecznej wartości]] 230 V) jest [[transformator|transformowane]] na niskie napięcie użyteczne (np. 12 V), które jest następnie prostowane za pomocą [[prostownik|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 [[prąd stały|przebiegu stałego]].
Przy dużych [[Natężenie prądu elektrycznego|natężeniach prądu]] obok kondensatorów stosuje się [[Cewka|cewki]]
== Filtry pasywne RC ==
[[Plik:Butterworth response.png|thumb|400x400px|Charakterystyka filtra dolnoprzepustowego RC, dla którego amplituda w paśmie tłumienia opada z prędkością 20 dB na dekadę.]]▼
Przykładowy pasywny [[filtr dolnoprzepustowy]] zrealizowany z [[opornik]]a i [[kondensator]]a:
::[[Plik:Low pass filter.png]]
<!--[[Plik:Low pass filter.png|300px|ramka|centruj|Pasywny [[filtr dolnoprzepustowy]] zrealizowany z [[opornik]]a i [[kondensator]]a]]-->
Jeśli w powyższym układzie elementy C i R zostaną zamienione, wówczas powstanie pasywny [[filtr górnoprzepustowy]].
▲[[Plik:Butterworth response.png|thumb|400x400px|Charakterystyka filtra dolnoprzepustowego RC, dla którego amplituda w paśmie tłumienia opada z prędkością 20 dB na dekadę.]]
W obu przypadkach [[Częstotliwość graniczna filtru|częstotliwość graniczna]] filtru wynosi: <math>f_{g}=\frac{1}{2 \pi R C}</math>, a charakterystyka amplitudowa w paśmie tłumienia opada o 20 [[Decybel|dB]] na [[Dekada (elektronika)|dekadę]].
== Filtry pasywne LC ==
▲Przy dużych natężeniach prądu obok kondensatorów stosuje się cewki włączono szeregowo z odbiornikiem, zwane w takim przypadku [[dławik]]ami. Zmiany prądu w cewce wywołują powstanie napięcia przeciwdziałajacego tym zmianom, a tym samym gładzenie przebiegu napięcia.
Para elementów '''LC''' dostrojonych do określonej częstotliwości będzie się zachowywać, w zależności od sposobu włączenia do układu, jak [[filtr środkowoprzepustowy]] (używany np. do strojenia [[Radioodbiornik|radiowych odbiorników]] [[Modulacja amplitudy|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<ref name="Kompatybilność elektromagnetyczna układów przekształtnikowych">{{Cytuj pismo | url=http://www.elhand.pl/pub/File/Aktualnosci/Z-prasy/Kompatybilno%C5%9B%C4%87%20%20elektromagnetyczna%20%20uk%C5%82ad%C3%B3w%20%20przekszta%C5%82tnikowych.pdf | tytuł=Kompatybilność elektromagnetyczna i niezawodność układów napędowych zasilanych za pośrednictwem przekształtników częstotliwości | nazwisko=Czornik | imię=Jarosław | czasopismo=Napędy i Sterowanie | rok=2011 | miesiąc=styczeń | strony=32-34 | id=Nr 1 (141) | issn=1507-7764 | data dostępu=2013-02-14}}</ref>, ograniczają min. straty dodatkowe w [[Silnik elektryczny|silniku]], [[starzenie]] się [[Izolacja elektryczna|izolacji]], erozję [[Łożysko (mechanika)|łożysk]] i hałas wytwarzany przez silnik. Przykładem pasywnego filtru indukcyjnego<ref name="Indukcyjny_filtr_prostowniczy">{{Cytuj pismo | url= http://www.elhand.pl/pub/File/Aktualnosci/Z-prasy/Indukcyjny_filtr_prostowniczy.pdf | tytuł=Indukcyjny filtr prostowniczy | nazwisko=Łukiewski | imię=Mirosław | czasopismo=Napędy i Sterowanie | rok=2009 | miesiąc=Lipiec/Sierpień | id=Nr 7/8 (123/124) | issn=1507-7764 | data dostępu=2013-02-14}}</ref> jest również element [[Reaktancja (elektryczność)|reaktancyjny]] o dużej indukcyjności stosowany w obwodzie wyjściowym [[prostownik|prostownika]]. Podstawowym zadaniem takich [[Dławik|dławików]] wygładzających jest ograniczenie pulsacji wyjściowych prostownika.▼
== Podsumowanie ==
▲Para elementów '''LC''' dostrojonych do określonej częstotliwości będzie się zachowywać, w zależności od sposobu włączenia do układu, jak [[filtr środkowoprzepustowy]] (używany np. do strojenia [[Radioodbiornik|radiowych odbiorników]] [[Modulacja amplitudy|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<ref name="Kompatybilność elektromagnetyczna układów przekształtnikowych">{{Cytuj pismo | url=http://www.elhand.pl/pub/File/Aktualnosci/Z-prasy/Kompatybilno%C5%9B%C4%87%20%20elektromagnetyczna%20%20uk%C5%82ad%C3%B3w%20%20przekszta%C5%82tnikowych.pdf | tytuł=Kompatybilność elektromagnetyczna i niezawodność układów napędowych zasilanych za pośrednictwem przekształtników częstotliwości | nazwisko=Czornik | imię=Jarosław | czasopismo=Napędy i Sterowanie | rok=2011 | miesiąc=styczeń | strony=32-34 | id=Nr 1 (141) | issn=1507-7764 | data dostępu=2013-02-14}}</ref>, ograniczają min. straty dodatkowe w silniku, starzenie się izolacji, erozję łożysk i hałas wytwarzany przez silnik. Przykładem pasywnego filtru indukcyjnego<ref name="Indukcyjny_filtr_prostowniczy">{{Cytuj pismo | url= http://www.elhand.pl/pub/File/Aktualnosci/Z-prasy/Indukcyjny_filtr_prostowniczy.pdf | tytuł=Indukcyjny filtr prostowniczy | nazwisko=Łukiewski | imię=Mirosław | czasopismo=Napędy i Sterowanie | rok=2009 | miesiąc=Lipiec/Sierpień | id=Nr 7/8 (123/124) | issn=1507-7764 | data dostępu=2013-02-14}}</ref> jest również element [[Reaktancja (elektryczność)|reaktancyjny]] o dużej indukcyjności stosowany w obwodzie wyjściowym [[prostownik|prostownika]]. Podstawowym zadaniem takich [[Dławik|dławików]] wygładzających jest ograniczenie pulsacji wyjściowych prostownika.
Wszystkie rodzaje charakterystyk filtrów mogą być uzyskane za pomocą [[Połączenie szeregowe|szeregowego]] lub [[połączenie równoległe|równoległego]] połączenia kilku filtrów. Jednakże tłumienie sygnałów, poza pasmem przenoszenia, dla filtrów pasywnych często jest zbyt małe. Ponadto [[połączenie kaskadowe|kaskadowe połączenie]] kilku filtrów skutkuje znacznym tłumieniem amplitudy, również w paśmie przenoszenia – w takich przypadkach zastosowanie mają [[filtr aktywny|filtry aktywne]].
| |||