filtry LC
Na podstawie wyjaśnień do pytań egzaminacyjnych UKE
Filtry LC wykorzystują rezonans obwodów LC do selektywnego przepuszczania lub tłumienia sygnałów. Szeregowy obwód LC w rezonansie ma minimalną impedancję — jako filtr pasmowoprzepustowy przepuszcza częstotliwość rezonansową. Równoległy obwód LC w rezonansie ma maksymalną impedancję — jako filtr zaporowy blokuje częstotliwość rezonansową.
Topologie filtrów: HPF — C szeregowo, L bocznikowo. LPF — L szeregowo, C bocznikowo. Układ T (dwa elementy szeregowe, jeden bocznikowy) i układ π (dwa bocznikowe, jeden szeregowy) to typowe konfiguracje skrzynek antenowych (tunerów). Skrzynka antenowa dopasowuje impedancję anteny do 50 Ω nadajnika.
Rząd filtra = liczba biegunów transmitancji = ~6 dB/oktawę stromości zbocza na biegun. Filtr Butterwortha (płaski): 3. rząd = 18 dB/okt. Filtr Chebysheva: strome zbocza kosztem tętnień w paśmie. Filtr eliptyczny: najstrome zbocza, ale tętnienia i w paśmie, i poza nim.
Pytania egzaminacyjne (3)
d1-46 Szeregowy obwód rezonansowy LC połączony w szereg z obciążeniem stanowi:
Szeregowy obwód rezonansowy LC połączony w szereg z obciążeniem stanowi:
Szeregowy obwód rezonansowy LC ma minimalną impedancję w rezonansie — przepuszcza sygnały o częstotliwości rezonansowej i tłumi pozostałe. Połączony w szereg z obciążeniem tworzy filtr pasmowoprzepustowy (bandpass). Równoległy obwód LC miałby maksymalną impedancję w rezonansie i mógłby pełnić rolę filtra zaporowego.
Tip: Szeregowy LC w szereg z obciążeniem = pasmowoprzepustowy. Minimalny opór w rezonansie = maksymalny sygnał.
d1-263 Skrzynka antenowa w układzie T, gdzie szeregowo włączone są kondensatory, a równolegle cewka, jest:
Skrzynka antenowa w układzie T, gdzie szeregowo włączone są kondensatory, a równolegle cewka, jest:
Skrzynka antenowa w układzie T z kondensatorami szeregowymi i indukcyjnością równoległą (bocznikową) tworzy filtr górnoprzepustowy. Kondensatory szeregowe blokują niskie częstotliwości, cewka bocznikowa odprowadza je do masy. Przepuszcza sygnały powyżej częstotliwości odcięcia.
Tip: C w szeregu + L bocznikowo = górnoprzepustowy (HPF). L w szeregu + C bocznikowo = dolnoprzepustowy (LPF).
d1-264 Zwiększenie rzędu filtru powoduje:
Zwiększenie rzędu filtru powoduje:
Zwiększenie rzędu filtra (więcej elementów LC, więcej biegunów) zwiększa stromość zboczy — przejście z pasma przepustowego do tłumienia jest bardziej gwałtowne. Filtr 3. rzędu ma 18 dB/oktawę, 5. rzędu — 30 dB/oktawę, 7. rzędu — 42 dB/oktawę. Wyższy rząd = lepsza selektywność.
Tip: Wyższy rząd = strome zbocza = lepsza selektywność. Każdy rząd dodaje ~6 dB/oktawę.