Variedades de filtros cruzados pasivos excesivos

Variedades de filtros cruzados vivaces excesivos Tipos de filtros cruzados vivaces excesivos – Filtros pasivos de 1º y 2º orden

Filtro cruzado excesivo:

Este tipo de filtros de frecuencia que bloquean o atenúan cualquier señal de baja frecuencia y sólo permiten los indicadores de alta frecuencia. Bloquea las frecuencias inferiores a una frecuencia determinada, normalmente conocida como frecuencia de esquina o de corte.

Hay dos variedades importantes de filtro de ir excesivo;

En este artículo nos ocuparemos del filtrado excesivo pasivo y hablaremos de él íntimamente con ejemplos. Los filtros pasivos de la marcha excesiva se mencionarán probablemente en posts posteriores.

Filtro pasivo excesivo cruzado:

Un filtro que consta sólo de piezas pasivas similares a la resistencia, el condensador y el inductor se conoce como filtro pasivo. Los filtros pasivos no quieren ninguna fuente externa, por lo que no tienen rango, es decir, la amplitud de la señal de salida es siempre igual o menor que la amplitud de la señal de entrada.

El diseño de un filtro pasivo puede ser muy fácil y las piezas utilizadas son de muy bajo coste.

Un filtro de cruce excesivo fácil se diseña utilizando una resistencia con un condensador (generalmente conocido como circuito RC) y con un inductor (generalmente conocido como circuito RL). En este artículo, hablaremos de cada uno de los filtros RC y RL Excessive con ejemplos.

Variedades de filtros de cruce pasivo excesivo

Filtro pasivo de primer orden de cruce excesivo:

Los filtros de primer orden sólo incluyen una parte reactiva, es decir, condensadores o inductores. Este es el tipo de filtro más fácil de crear a partir de sólo dos partes, con una resistencia frecuente en cada diseño, es decir, RC y RL.

Respuesta en frecuencia y frases utilizadas:

Con la intención de entender un filtro, que debes investigar su respuesta en frecuencia. La respuesta en frecuencia o gráfico de bode es un gráfico de un circuito que muestra su rango en el eje vertical frente a la frecuencia en el eje horizontal.

Sin embargo, la respuesta en frecuencia alberga unas cuantas frases clave que deben mencionarse para comprenderla plenamente. Aquí tienes la respuesta en frecuencia del filtro cruzado de primer orden.

Esta respuesta de frecuencia muestra claramente el rango de un filtro de ir excesivo que crece con la frecuencia.

Frecuencia de corte o frecuencia de corte:

La frecuencia en la que el rango del filtro es ½ o -3db o la amplitud de salida es el 70,7% (1/√2) de la entrada se denomina frecuencia de rincón que se denota por fc. Es el límite entre la banda de paso y la banda de cese de un filtro.

Cese de la banda:

La banda de corte es la banda de frecuencias que queda bloqueada por el filtro. en un filtro de paso excesivo, la frecuencia que es menor que la frecuencia de corte fc es la frecuencia de la banda de parada.

Como se identifica en el gráfico, el rango del filtro en la banda de parada puede ser muy bajo.

Banda transversal:

La banda de frecuencias que pasará por el filtro sin atenuación es la banda pasante. La frecuencia por encima de la frecuencia de corte fc es la frecuencia de la banda de paso de un filtro de ir excesivo. Queda claramente demostrado en el gráfico de respuesta en frecuencia anterior.

Ancho de banda del filtro;

La anchura de la frecuencia permitida por el filtro se conoce como ancho de banda del filtro. De acuerdo con esta definición, el ancho de banda del filtro de exceso de paso es infinito, es decir, la frecuencia desde el nivel de corte fc hasta el infinito.

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El alcance del filtro:

El rango del filtro viene dado por;

Lograr = Ven el exterior/Ven

El resultado proporcionado en el gráfico de la respuesta en frecuencia está en dB (tipo logarítmico), que viene dado por;

Consecución en dB = 20 log (Ven el exterior/Ven)

Golpes en la frecuencia de corte:

Ahora establecemos que la amplitud de salida en la frecuencia de corte es el 70,7% o (1/√2) de su amplitud máxima de entrada.

Ganancia de la frecuencia de corte

Cambiar el rango en dB;

Ganancia en dB

Precio de la bobina:

La tasa de roll off es la tasa de cambio del rango o la pendiente de la curva dentro de la banda de parada de un filtro. Depende del orden del filtro y viene dado por el filtro;

20n dB/década o 6n dB/octava

El lugar n es el orden del filtro.

La última década supone un aumento de 10 casos en la frecuencia, mientras que la octava supone un aumento de 2 casos en la frecuencia.

Filtro cruzado excesivo de primer orden RC:

En el diseño de este filtro de ir en exceso, un condensador está relacionado con una resistencia en la colección. La señal de entrada se utiliza mediante el condensador. La salida se toma a lo largo de la resistencia, como se ha comprobado en la determinación.

Filtro pasivo de primer orden RC

Su diseño es similar al del filtro RC de paso bajo, con un pequeño cambio en la posición del condensador y la resistencia.

Operación:

La reactancia del condensador puede ser muy excesiva a baja frecuencia. Actúa como un circuito abierto en los indicadores de baja frecuencia. Así, la señal de entrada de baja frecuencia quedará bloqueada y no llegará al terminal de salida en absoluto, ya que toda la señal parece estar repartida por el condensador.

La reactancia del condensador disminuye con el impulso de aumentar dentro de la frecuencia. Posteriormente, empieza a permitir la señal de entrada cuando alcanza una frecuencia seleccionada.

La reactancia del condensador desempeña una función importante en la eficacia de este filtro. Se basa únicamente en la frecuencia de las señales.

Reactancia capacitiva

La impedancia total de este circuito es

Impedancia total del circuito RC

Frecuencia de corte del filtro cruzado pasivo RC:

En la frecuencia de corte, la resistencia y la reactancia capacitiva del circuito son iguales, es decir

Frecuencia de corte del filtro RC

El desplazamiento parcial φ(phi) de este filtro viene dado por φ(phi);

Desplazamiento de fase en el filtro RC

Por lo tanto, es probable que el desplazamiento parcial de la frecuencia de corte sea todo el tiempo;

Desplazamiento de fase en la frecuencia de corte

Tensión de salida;

La tensión de salida de este circuito viene dada por la regla del divisor de tensión;

Tensión de salida del filtro paso alto RC

Ejemplo de filtro cruzado pasivo RC:

Supongamos que la resistencia R = 10kΩ y el condensador C = 10nF.

Ejemplo de filtro paso alto de primer orden RC

Calcula la frecuencia de corte de este filtro;

Cálculo del ejemplo 1

Confirmemos esta frecuencia de corte simulando un caso concreto con Proteus. A continuación se muestra la respuesta en frecuencia de esta instancia;

Filtro RC paso alto de primer orden Respuesta en frecuencia del ejemplo

La frecuencia se comprueba en la esquina posterior izquierda y su resultado correspondiente en la esquina posterior adecuada para el nivel elegido en el gráfico. Muestra claramente una gama de -3dB sobre la frecuencia 1.59 KHz que es la frecuencia de corte de este filtro.

Filtro cruzado de primer orden RL

Este filtro se diseña combinando una resistencia con un inductor. La entrada se utiliza para la resistencia y la salida se toma a lo largo del inductor como se demuestra en la determinación de abajo;

Filtro pasivo de primer orden RL

Operación:

La reactancia del inductor depende de la frecuencia de la señal. Es instantáneamente proporcional a la frecuencia. Cuando se utiliza una señal de baja frecuencia, la reactancia del inductor se vuelve muy baja y empieza a comportarse como un cortocircuito. Mientras que la resistencia del resistor es comparativamente muy gigantesca. Así, la señal se desarrolla sólo a lo largo de la resistencia, dejando una tensión entre pequeña y nula en el terminal de salida.

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Cuando la frecuencia aumenta, la reactancia del inductor también aumenta. Por último, supera la resistencia de la resistencia y comienza a desarrollar una gran parte de la señal de entrada a lo largo de sus terminales.

Así se filtra la señal de baja frecuencia por medio del filtro de paso excesivo del RL.

La reactancia inductiva viene dada por;

Reactancia inductiva

La impedancia de este circuito RL viene dada por

Impedancia total del circuito RL

Frecuencia de corte del filtro de cruce excesivo RL:

Al igual que los filtros RC, los filtros RL tienen la misma situación para la frecuencia de corte, es decir, la frecuencia en la que la reactancia inductiva se hace igual a la resistencia de la resistencia.

Frecuencia de corte del filtro RL

El desplazamiento parcial φ viene dado por φ;

Desplazamiento de fase en el filtro RL

Tensión de salida:

Utilizando la regla del divisor de tensión, la tensión de salida del circuito viene dada por

Tensión de salida del filtro paso alto RL

Ejemplo de filtro cruzado excesivo de primer orden RL:

Supone una resistencia R = 2,2 KΩ con un condensador C = 10mH.

Ejemplo de filtro paso alto de primer orden RL

Averigüemos su frecuencia de corte utilizando su sistema;

Ejemplo 2 de cálculo

confirmaremos este resultado final utilizando el dispositivo de simulación Proteus.

Ejemplo de respuesta del filtro paso alto de primer orden RL

Como se comprueba en el gráfico de frecuencias anterior, el rango en la frecuencia de 35 KHz es de -3db, que es el rango en la frecuencia de corte.

Filtro cruzado pasivo de segundo orden:

Los filtros de segundo orden incluyen dos partes reactivas. Un pasivo 2nd el filtro de orden es en cascada dos 1st filtros de pedido. Esta configuración se puede utilizar para cada filtro RC y RL de excesivo recorrido.

Filtros de segundo orden Opciones clave:

La tasa de caída de un filtro viene dada por;

Precio del Roll Off = 20n dB/década o 6n dB/octava

El lugar n es el orden del filtro

Entonces, la tasa de caída de dosnd el orden del filtro es de 40 dB/década o 12 dB/octava. Por ello, la curva de los dosnd el filtro de orden es más pronunciado que un 1st filtro de orden.

  • Golpes en la frecuencia de corte;

La frecuencia de corte de un filtro de nª fase viene dada porganancia del filtro de la enésima etapa

Así, el rango de un 2nd es el filtro de orden;

ganancia del filtro de 2º orden

Cambiar el rango en dB;

Convertir la ganancia del filtro de 2º orden en dB

Por lo tanto, el rango de un 2nd la frecuencia de corte del filtro de marcha excesiva es -6b. Además, es sensible como resultado del alcance de cada nivel cuando están en cascada.

Todos sabemos que el rango en la frecuencia de corte es -6b, que no es la verdadera frecuencia de paso. La frecuencia de banda pasante de cualquier filtro está en el rango de -3dB. Por tanto, la frecuencia de -3dB de un filtro de paso excesivo de un enésimo orden se calcula mediante;

-3dB Frecuencia del filtro de cualquier orden

El lugar n es el orden del filtro de ir en exceso.

Determina las frecuencias de la banda de parada y de la banda de paso del filtro. Por tanto, la frecuencia de -3db de un 2nd sobre la solicitud se convierte en el filtro de ir.

-3dB Frecuencia del filtro de segundo orden

Utilicemos estas frases en el caso que se menciona a continuación;

Es el fenómeno de la baja caída de la señal en el circuito de carga debido a su baja impedancia que el circuito de alimentación.

Idealmente, al evaluar la eficiencia de un filtro multifásico, no contemplamos la impedancia de entrada y salida de cada fase. Prácticamente, si la siguiente fase tiene una impedancia de entrada igual o menor que la anterior, es probable que la caída de la señal sea baja en la siguiente fase. Esto provoca una salida errónea.

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Para reducir el impacto de la carga, la impedancia de la siguiente fase debe ser no menos de 10 veces mayor que la de la fase anterior. Se completa escalando la resistencia, el condensador y el inductor en cada etapa de los filtros multietapa.

Filtro cruzado pasivo de segundo orden RC:

Cascada dos 1st pedir a RC exceso de filtros ir presentar un 2nd ordenar el filtro RC ir excesiva como se demuestra dentro de la determinación de abajo.

Filtro pasivo de segundo orden RC

Frecuencia de corte de dosnd Ordena el Filtro Cruzado Excesivo RC:

La frecuencia de corte de los filtros en cascada depende de cada fase y viene dada porFrecuencia de corte del filtro RC de 2º orden

pero cuando la Resistencia R1 = R2 y el condensador C1 = C2y entonces la frecuencia de corte se convierte en

Instancia de RC 2nd Pide el filtro pasivo de paso cruzado:

Supongamos que la resistencia R1 = R2 = 10KΩ y el condensador C1 = C2 = 10nF.

Ejemplo de filtro paso alto de segundo orden RC

Escala la resistencia y los condensadores para aumentar la impedancia de la segunda etapa;

Aumentar la impedancia de los dosnd etapa por tamaño 10

Filtro RC 1 de escala múltiple

Reduce la impedancia en 1st fase por 10

Filtro RC 2 de escala multifásica

LA R1, R2, C1, C2 es la resistencia y los condensadores escalables. Ten en cuenta que la escalabilidad se completa con una implementación sensata. La cuestión de la escala tiene que ser la misma para cada fase para obtener la misma respuesta. Teóricamente, la frecuencia de corte de cada configuración sigue siendo la misma.

Ahora calcula la frecuencia de corte fc; Ejemplo de cálculo 3

Ahora, vamos a calcular tu frecuencia de -3dB, que es la frecuencia de corte precisa.

Ejemplo 3 cálculo 2

Por tanto, la frecuencia de corte de este filtro es de 2,47 KHz, que están en el rango de -3dB. Afirmemos esto simulando el circuito con Proteus.

Ejemplo de respuesta de un filtro RC de paso de alta frecuencia de segundo orden

Muestra claramente un rango de -3dB en la frecuencia de 2,47 KHz y el nivel de -6dB, resaltando además que está en 1,59 KHz.

Filtro cruzado excesivo de segundo orden RL:

Igual que el filtro RC, con dos filtros en cascada de 1st ordenar el filtro RL excesivo ir creará un 2nd ordena un filtro de RL excesivo, como se demuestra en la determinación siguiente.

RL Filtro pasivo de segundo orden alto

Frecuencia de corte de dosnd Pedir un filtro cruzado RC

La frecuencia de esquina o frecuencia de corte fc de 2nd orden RL El filtro de ir en exceso viene dado por.

Frecuencia de corte del filtro RL de 2º orden

O si el inductor y las resistencias tienen el mismo valor, entonces la frecuencia del rincón pasa a ser

Instancia de dosnd Pide el Filtro Cruzado Excesivo RL:

Supongamos que el valor de la resistencia y el inductor en cada fase son idénticos, es decir, la resistencia R1 = R2 = 2,2 KΩ y el inductor L1 = L2 = 10 mH

Ejemplo de filtro paso alto de segundo orden RL

Ahora hemos tomado la resistencia de idéntico valor para facilitar el cálculo. Prácticamente tendrás que aumentar la impedancia de los dosnd escalando las resistencias e inductores como se demuestra a continuación;

Aumentar la impedancia de los dosnd etapa por tamaño 10

Filtro RL de escalado multietapa 1

Reduce la impedancia en 1st fase por 10

Filtro RL 2 de escala múltiple

Vamos a calcular la frecuencia de corte del filtro;

Ejemplo 4 cálculo 1

Sin embargo, esta es la frecuencia a -6dB y nos gustaría una frecuencia de filtro de -3db, que es la frecuencia de corte precisa. Está dada por;

Ejemplo 4 cálculo 2

simularemos la instancia dada para confirmar nuestros resultados utilizando el dispositivo Proteus.

Ejemplo de respuesta de un filtro de paso de alta frecuencia de segundo orden RL

Podrás ver la frecuencia de 54.4 KHz en el rango de -3db. Además, descubre la curva, es mucho más pronunciada que el 1st y tiene una tasa de atenuación de 40db/década.

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