فیلتر LC Pi: فیلتر Pi، کار، حقایق مهم

این مقاله به طور مفصل در مورد فیلتر LC PI بحث خواهد کرد.

Wکلاه است LC فیلتر مدار

ویژگی های منحصر به فرد سلف و خازن برای حذف نویز در پیکربندی متفاوت استفاده می شود.

LC فیلتر مدار یک مدار LC است که به عنوان فیلتر استفاده می شود که از یک سلف و خازن تشکیل شده است. فیلتر LC می تواند سیگنال را از یک محدوده فرکانس مشخص قطع یا عبور دهد. فیلتر LC می تواند فیلتر بالا گذر (HPF)، فیلتر پایین گذر (LPF) یا فیلتر باند گذر (BPF) باشد.

فیلترهای LC را می توان بر اساس طرح ها یا پیکربندی های مختلف طبقه بندی کرد:

  • فیلتر نوع L
  • فیلتر نوع Pi.
  • فیلتر نوع T
اعتبار تصویر: فیلتر نوع T، اسپینینگ اسپارک real life identity: SHA-1 commitment ba62ca25da3fee2f8f36c101994f571c151abee7, فیلتر شبکه، T نامتعادلCC BY-SA 3.0

فیلتر نوع Pi چیست؟

فیلتر Pi عمدتاً به عنوان فیلتر پایین گذر استفاده می شود که از سه جزء تشکیل شده است. همچنین می توان از آن به عنوان پیکربندی فیلتر بالا گذر استفاده کرد.

فیلتر پی نوعی فیلتر غیرفعال LC است که با استفاده از یک سلف و خازن به شکل یک حرف یونانی (پای) ساخته می شود. به همین دلیل است که به عنوان فیلتر pi شناخته می شود.

این فیلتر به عنوان فیلتر ورودی خازن نیز شناخته می شود زیرا خروجی یکسو کننده مستقیماً به خازن تغذیه می شود که به موازات یکسوساز متصل می شود. فیلتر LC pi به دلیل طراحی یا اجزای در حال استفاده، می تواند به عنوان فیلتر CLC نیز شناخته شود.

تصویر: فیلتر High Pass LC Pi.

فیلتر LC چه می کند؟

کاربرد یا استفاده از فیلترهای LC:

چرا فیلترهای LC در فرکانس بالا استفاده می شوند

امروزه مدارهای حساس تر، منطق پرسرعت و نویز الکتریکی بیشتر در فرکانس بالا نیاز به فیلتر بسیار کارآمد نویزها برای عملکرد مناسب دارند.

فیلتر LC در فرکانس بالا استفاده می شود زیرا می تواند امواج AC را با بالاترین راندمان نسبت به فیلترهای دیگر حذف کند و سیگنال DC صاف را به عنوان خروجی ارائه دهد.

LC فرمول فیلتر pi

برای فرمول فیلتر پایین گذر LC pi:

تصویر: مدار فیلتر پایین گذر LC Pi.

فرکانس قطع (fc) = 1/ᴫ(LC)1 / 2
مقدار ظرفیت (C) = 1/Z است0ᴫfc
مقدار اندوکتانس (L1) = Z0/ᴫfc
کجا، Z0 مشخصه امپدانس بر حسب اهم و fc فرکانس قطع است.
SparkX Pi-Filter
تصویر های اعتباری: “SparkX Pi-Filter” by SparkFunElectronics تحت مجوز است CC BY 2.0

فیلتر پایین گذر LC pi

فیلتر پی در جایی استفاده می شود که ولتاژ خروجی dc بالا در تخلیه جریان های کوچک به دلیل بهره ولتاژ بالا مورد نیاز است.

فیلتر پایین گذر LC pi دارای یک سلف سری با بار و دو خازن، یک خازن موازی با منبع و خازن دیگر موازی با بار است.

فیلتر lc pi
تصویر: فیلتر پایین گذر LC Pi.

خازن C1 که به موازات منبع است، واکنش کم نسبت به اجزای AC سیگنال ورودی دارد در حالی که مقاومت بالایی نسبت به جزء DC سیگنال ورودی دارد، در نتیجه بیشتر مولفه Ac سیگنال از خازن C1 عبور می کند و مولفه DC به سمت سلف مدار حرکت می کند. جزء AC توسط سلف مسدود می شود، اکنون خازن C2، که به موازات فیلتر بار است، جزء AC را که سلف قادر به مسدود کردن آن نبود، خارج می کند. افت پتانسیل در سراسر سلف و خازن C2 حداقل است. به این ترتیب، بار فقط جزء DC سیگنال ورودی را با حداکثر مولفه AC فیلتر شده دریافت می کند.

LC فرکانس قطع فیلتر پی

فرکانس قطع برای فیلتر پایین گذر LC pi فرکانسی است که بالاتر از آن فیلتر شروع به فیلتر کردن سیگنال فرکانس می کند.

تصویر: مدار فیلتر پایین گذر LC Pi.

فرکانس قطع برای فیلتر LC pi بالا گذر فرکانسی است که در زیر آن فیلتر شروع به فیلتر کردن سیگنال فرکانس می کند.

برای مدارهای فیلتر پایین گذر LC pi، فرکانس قطع را می دانیم:

L = Zo / (2pi x Fc) هنریس

 C = 1 / (Zo x 2pi x Fc) Farads

 Fc = 1 / (2pi x ریشه مربع (L x C) هرتز

کدام فیلتر L یا PI تنظیم بهتری دارد

فیلتر pi نسبت به فیلتر L تنظیم بار بهتری دارد زیرا ضریب ریپل فیلتر Pi بسیار کمتر از فیلتر L است.

فیلتر pi برای بارهای نسبتاً سبک تر از فیلتر L استفاده می شود.

مزیت فیلتر پی چیست؟

مزایا و مزایای فیلتر LC Pi:

  • ولتاژ خروجی بالا باعث می شود که در کاربردهای مرتبط با برق، که ولتاژ بالا هستند، قابل استفاده باشد جریان مستقیم فیلترهای (HVDC) مورد نیاز است.
  • طراحی یک فیلتر LC pi با فرکانس بالا آسان است، که همچنین در برابر محیط های خشن و موج ها مصون است.
  • بسیار کارآمد برای فیلتر کردن امواج AC ناخواسته.
  • اگر امپدانس منبع بسیار بالاتر از مقاومت بار باشد، فیلتر pi برای کاربرد بهترین است.
  • این را می توان با یکسو کننده نیمه موج (HWR) و یکسو کننده تمام موج (FWR) استفاده کرد.
  • برای ضریب ریپل کوچکتر، برای مقادیر یکسان سلف و خازن، ضریب ریپل بسیار کوچکتر از فیلترهای چند LC است.
  • خروجی DC صاف
  • این فیلتر در مواردی استفاده می شود که جریان ورودی کم و ولتاژ Dc خروجی بالا مورد نیاز است.

چرا فیلترهای Pi برای بارهای مختلف مناسب نیستند؟

فیلتر پی یک فیلتر غیرفعال LC است که بسته به طراحی یا پیکربندی فیلتر می تواند فیلتر پایین گذر یا بالا گذر باشد.

فیلتر پی به دلیل ضعیف بودن مناسب نیست تنظیم ولتاژ فیلتر، و این به این دلیل است که ولتاژ خروجی به سرعت همراه با افزایش جریان با بار کاهش می یابد.

آیا LC یک فیلتر پایین گذر است؟

فیلتر پایین گذر LC فیلتری است که امکان عبور سیگنال کمتر از فرکانس قطع را می دهد. 

فیلتر LC را می توان به عنوان فیلتر پایین گذر ساخت.

ضریب ریپل در فیلتر LC چیست؟

ضریب ریپل فیلتر LC نسبت مقدار RMS خروجی اصلاح شده مولفه AC به مقدار dc خروجی اصلاح شده است.

ضریب ریپل = √(Vrms/Vdc)2-1=√(Vm/2/Vm/Π)2-1 = 1.21. بازده = (Vdc/Vrms)2 = (Vm/Π/ Vm/2)2=0.405X100= 40.5%.

تصویر: مدار فیلتر LC.

محاسبه نظری (بدون فیلتر):
ضریب ریپل = √(Vrms/Vdc)
2
-1=√(Vm/2/Vm/Π)2
-1 = 1.21.
کارایی = (Vdc/Vrms)
2 = (Vm/Π/ Vm/2)
2
= 0.405X100 = 40.5%.
محاسبه تجربی (بدون فیلتر):
ضریب ریپل = √(Vrms/Vdc)
2
-1 = √(14/11.2)
2
-1 = 0.75
کارایی = (Vdc/Vrms)
2 = (11.2/14)2
= 0.64X100 = 64٪
محاسبه نظری (با فیلتر):
ضریب ریپل = 1/ (2√3 f RLC) =1/2√3X 50X 103
X10X10-6
= 0.577
محاسبه تجربی (با فیلتر):
ضریب ریپل = Vrms/Vdc =6.12/17.4=0.351

تفاوت فیلترهای RC و LC چیست؟

مقایسه فیلترهای RC و LC به شرح زیر است:

پارامترRC فیلترها برای تصفیه آبLC فیلترها برای تصفیه آب
عامل موج دار شدنزیادکم
تنظیم ولتاژفقیردر حد متوسط
هزینهارزان ترنسبتا پرهزینه
جریان بارگیریکوچکزیاد
اتلاف قدرتزیادکم

کاربرد مدار LC چیست؟

استفاده یا کاربرد مدار LC:

  • فیلتر LC Pi یک فیلتر DC کارآمد است زیرا می تواند موج های AC را به راحتی فیلتر کند، بنابراین فیلتر LC pi در طرح هایی مانند مبدل AC به DC، مبدل فرکانس و غیره استفاده می شود.
  • فیلتر LC pi را می توان با یکسوساز پل استفاده کرد.
  • آنها با دستگاه های ارتباطی برای بازیابی سیگنال اصلی پس از مدولاسیون استفاده می شوند.
  • آنها برای کاهش نویز در خطوط سیگنال و برق استفاده می شوند.
  • برای انتخاب یا تولید یک سیگنال فرکانس خاص استفاده می شود.
  • از آنها در طراحی گیرنده های رادیویی، تقویت کننده ها، تیونرها، فیلترها، نوسان سازها، گیرنده های تلویزیون، میکسرها و غیره استفاده می شود.
  • آنها برای بزرگنمایی جریان یا ولتاژ استفاده می شوند.
  • در گرمایش القایی، به عنوان مدارهای رزونانس موازی و سری استفاده می شود.
  • به صورت ثابت استفاده می شود ترانسفورماتورهای ولتاژ
  • در ارتباطات خط حامل برای سیستم های انتقال ولتاژ بالا.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند *

رفته به بالا