Agnieszka Stańco

Przemysław Ćwik

Karol Brodziak

Godz. 17.00, poniedziałek

Kompatybilność elektromagnetyczna

Temat: Układy filtrujące

Metoda badania filtrów serii DSSxxx

Rys.1. Filtr serii DSSxxx

Trochę teorii

Filtry elektryczne wydzielają z przebiegu odkształconego prądu i napięcia (lub spośród przebiegów sinusoidalnych) przebiegi elektryczne o określonej częstotliwości lub o określonym paśmie częstotliwości. Filtry typu LC wykorzystują zależność reaktancji elementów indukcyjnych i pojemnościowych od częstotliwości przykładanego napięcia. NA przykład cewka o indukcyjności L i reaktancji XL=wL stanowi dużą impedancję dla prądu o dużej częstotliwości. Kondensator o pojemności C i reaktancji XC= -L/wC stanowi dużą impedancję dla składowej prądu o małej częstotliwości. Dla prądu o dużej częstotliwości impedancja kondensatora jest mała. Pasmo częstotliwości dla którego impedancja filtru jest duża, nazywa się pasmem tłumieniowym. Pasmo częstotliwości dla którego impedancja filtru jest mała nazywa się pasmem przepustowym.

Filtr dolnoprzepustowy typu T:

Prąd o dużej częstotliwości płynie przez kondensator C i cewkę L1. Prąd o małej częstotliwości płynie przez cewki L1 i L2. Przez cewkę L2 płynie także prąd o dużej częstotliwości, ale jego wartość jest bardzo mała, ze względu na duże impedancje cewek L1 i L2 dla składowej wysokoczęstotliwościowej. Z napięcia wejściowego U1, zostaje więc wydzielony (odfiltrowany) przebieg o małej częstotliwości. Przebiegi o dużej częstotliwości zostają wytłumione.

Filtr dolnoprzepustowy typu 

Dla przebiegów o małych częstotliwościach kondensatory C1 i C2 stanowią dużą impedancję, a cewka L przepuszcza je bez dużego wytłumienia. Przebiegi dużej częstotliwości zostają w tym układzie wytłumione. Filtr jest dolnoprzepustowy.

Pomiar filtrów

Charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową można wyznaczyć metodą statyczną (podobnie jak wzmacniacza). Należy dla kolejnych częstotliwości zmierzyć amplitudę (lub wartość skuteczną) napięcia na wejściu i wyjściu badanego filtra. Warunkiem koniecznym jest utrzymywanie amplitudy napięcia wejściowego na stałym poziomie (Uwe=const).

Można to zrealizować w sposób pokazany na poniższym rysunku:

Rys.2. Realizacja pomiaru filtru

Modelowanie filtru w programie SPICE

Przykładowy filtr pasmowy zbudowany na bazie wzmacniacza operacyjnego

* układ:

* - wejście: 1 0

* - wyjście: 2 0

* fd = 1/(2pi R2 C2)

R2 4 2 2k

C2 4 2 100n

* fg = 1/(2pi R1 C1)

R1 3 4 1k

C1 1 3 10n

X 0 4 10 11 2 ua741

Vdd 10 0 DC +10V

Vcc 11 0 DC -10V

.include ua741.model

* sygnał wejściowy

Vin 1 0 DC 0 AC 1

* analiza

.AC DEC 10 1 100kHz

* wykresy częstotliwościowe: wzmocnienie, przesunięcie fazowe

.plot AC Vdb(2) Vp(2)

.end

---