Tekislovchi filtrlar

Tekislovchi filtr — oʻzgaruvchan tokni toʻgʻirlagandan keyin toʻlqinlarni tekislash uchun qurilma.

Eng oddiy tekislash filtri yuk bilan parallel ravishda ulangan yuqori quvvatli elektrolitik kondansatordir. Koʻpincha, yuqori chastotali va impulsli shovqinlarni yoʻq qilish uchun elektrolitik kondansatör bilan parallel ravishda kichik parazit seriyali indüktans, fraktsiyalar yoki mikrofaradlar birliklari sigʻimi boʻlgan plyonka (yoki keramik) kondansatör oʻrnatiladi (elektrolitik kondansatörning oʻzi yuqori filtrlanmaydi -chastotali shovqin yuqori parazit induktivlik tufayli)

Umumiy maʼlumot

Chiqishdagi har qanday rektifikatsiya pallasida rektifikatsiya qilingan kuchlanish, doimiy komponentga qoʻshimcha ravishda, kuchlanish dalgalanma deb ataladigan oʻzgaruvchini oʻz ichiga oladi. Kuchlanish toʻlqini shunchalik muhimki, rektifikatordan yukni toʻgʻridan-toʻgʻri quvvatlantirish nisbatan kam uchraydi (batareyani zaryad qilishda, signal zanjirlarini, elektr motorlarini va boshqalarni quvvatlantirish uchun) — bu yerda energiya qabul qiluvchisi rektifikatsiya qilingan kuchlanishning oʻzgaruvchan komponentiga sezgir emas. Kuchlanishning toʻlqinlanishi keskin yomonlashadi va koʻpincha elektron qurilmalarning ishlashini buzadi. Toʻgʻrilangan kuchlanishning oʻzgaruvchan komponentini kamaytirish uchun, yaʼni toʻlqinni kamaytirish uchun rektifikator va yuk oʻrtasida tekislashtiruvchi filtr oʻrnatiladi, bu odatda reaktivlardan iborat (yaʼni indüktans va sigʻimni oʻz ichiga oladi). Bunday filtr past oʻtkazuvchan filtr vazifasini bajaradi, yuqori garmoniklarni kesadi.

Toʻgʻrilangan kuchlanishning oʻzgaruvchan komponenti, umumiy holatda, har xil burchaklardagi birinchisiga nisbatan siljigan turli xil amplitudali bir qator harmonikalarning birikmasidir (2-rasmga qarang). Furye seriyasi) . Bunday holda, birinchi garmonika yuqori harmonikalarning amplitudalaridan koʻp marta kattaroq amplitudaga ega. Uskunaning maqsadiga qarab, rektifikatsiya qilingan kuchlanish toʻlqinining kattaligi va tabiatiga turli talablar qoʻyiladi. Koʻpincha, radio uskunalari uchun tekislash sifati oʻzgaruvchan komponentning ruxsat etilgan maksimal amplitudasi qiymati bilan tavsiflanadi. Bunday holda, filtrlar asosiy harmonikning maksimal bostirilishiga tayanadi.

Psofometrik interferensiya omili

Quvvat zanjirlaridan telefon kanallariga kirib boradigan shovqinlarni baholashda nafaqat berilgan harmonikning kuchlanish amplitudasini, balki chastota kabi parametrni ham hisobga olish kerak. Bu mikrotelefon sxemalari va inson qulogʻi, ularning amplitudasi bir xil boʻlsa ham, turli chastotali tebranishlarga turli xil sezgirlikka ega ekanligi bilan izohlanadi. Shu munosabat bilan psofometrik shovqin koeffitsienti tushunchasi kiritiladi $a_{k}$, bu chastotaga bogʻliq va uning qiymati mikrotelefon va inson qulogʻini hisobga olgan holda eksperimental tarzda aniqlanadi.

Psofometrik toʻlqinli kuchlanishning samarali qiymati $U$ rektifikatorning chiqishi quyidagicha boʻladi:

$U={\sqrt {0,5[(U_{01m}\cdot a_{1})^{2}+(U_{02m}\cdot a_{2})^{2}+...+(U_{0km}\cdot a_{k})^{2}]}},$

bu yerda $a_{1}...,a_{k}$ mos keladigan garmonikalar uchun psofometrik koeffitsientlar;

$U_{1}...,U_{k}$ rektifikatsiya qilingan kuchlanishning mos keladigan garmonikalarining amplitudalari.

Tekislovchi omil

Tekislovchichi filtrlarning asosiy parametri tekislash koeffitsienti boʻlib, u kirishdagi toʻlqinlanish koeffitsientining nisbati hisoblanadi, yaʼni qarshilikda:

$K_{C}=K_{Bx}/K_{Ha}=$$(U_{01m}/U_{0})/(U_{H1m}/U_{H}),$

bu yerda $U_{01m},\ U_{H1m}$ mos ravishda filtrning kirish va chiqishidagi kuchlanishlarning birinchi harmonikasining amplitudalari;

$U_{0},\ U_{H}$ filtrning kirish va chiqishidagi kuchlanishlarning doimiy komponentlari.

Tekislovchi filtrlarning turlari

Induktiv tekislash filtri

Induktiv filtr yuk bilan ketma-ket ulangan chokdan iborat. Bunday filtrning yumshatuvchi taʼsiri induktorda oʻz-oʻzidan induksiyaning paydo boʻlishiga asoslanadi EMF, bu rektifikatsiya qilingan oqimning oʻzgarishiga toʻsqinlik qiladi. Induktor shunday tanlanganki, uning oʻrashining induktiv qarshiligi ($X_{L}=m\omega _{c}L$) koʻproq yuk qarshiligi edi $R_{H}.$ Ushbu shart bajarilganda, oʻzgaruvchan komponentning koʻp qismi indüktör oʻrashiga tushadi. Yuk qarshiligida rektifikatsiya qilingan kuchlanishning doimiy komponenti asosan ajratiladi $U_{0}$ va oʻzgaruvchan komponent, uning qiymati induktor oʻrashiga tushadigan kuchlanishning oʻzgaruvchan komponentidan ancha past.

Bunday filtrning tekislash koeffitsienti quyidagilarga teng:

$K_{C}={\frac {\sqrt {R_{H}^{2}+(m\omega _{c}L)^{2}}}{R_{H}}},$

bu yerda $R_{H}$ — yukga qarshilik;

$L$ — induktor oʻrashining induktivligi;

$\omega _{c}$ burchak chastotasi ;

$m$ — rektifikator sxemasiga bogʻliq boʻlgan koeffitsient va toʻgʻrilangan kuchlanishning asosiy harmonikasining chastotasi tarmoq oqimining chastotasidan necha marta katta ekanligini koʻrsatadi.

Sigʻimli tekislash filtri

Kapasitiv tekislash filtri.



</br> $C$ — filtr kondensatori $R$ — yukga qarshilik.

Kapasitiv filtr odatda alohida emas, balki rektifikator bilan birgalikda tahlil qilinadi. Uning tekislash harakati kondansatörning elektrostatik maydonida elektr energiyasini toʻplash va uni toʻgʻrilash klapanlari orqali oqim boʻlmaganda, rektifikator chiqishidagi lahzali kuchlanish kondansatkichdagi kuchlanishdan past boʻlgan vaqtlarda zaryadsizlanishiga asoslangan. yuk qarshiligi $(R)$. Kondensator reaktivlikka ega:

$X_{C}=1/(\omega \cdot C),$

bu yerda $C$ kondensatorning elektr sigʻimi.

Bunday filtrning tekislash koeffitsienti quyidagicha boʻladi:

$K_{C}={\frac {K_{1}}{K_{2}}}={\frac {\left({\frac {2}{m^{2}-1}}\right)}{\left({\frac {H}{rC}}\right)}},$

bu yerda $K_{1}$ — kondansatkich boʻlmaganda rektifikator kirishida toʻlqinlanish omili ;

$K_{2}$ — kondansatkich borligida rektifikatorning chiqishida toʻlqinlanish koeffitsienti.

Oʻsish bilan $m$ induktiv filtrning tekislash koeffitsienti ortadi, sigʻim esa pasayadi. Shuning uchun, bir fazali toʻgʻrilashda sigʻimli filtrdan va koʻp fazali oqimlarni toʻgʻrilashda induktiv filtrdan foydalanish foydalidir.

Oʻsish bilan $R_{H}$ sigʻimli filtrning yumshatuvchi taʼsiri kuchayadi, induktiv esa pasayadi. Shuning uchun past yuk oqimlarida sigʻimli filtrdan va yuqori yuk oqimlarida induktiv filtrdan foydalanish foydalidir.

LC filtri

Eng koʻp ishlatiladigan L shaklidagi induktiv-kapasitiv filtr. Bunday filtr bilan toʻlqinlarni tekislash uchun toʻlqin spektrining past chastotasi uchun kondansatkichning sigʻimi yuk qarshiligidan ancha past boʻlishi kerak, shuningdek birinchi harmonik uchun induktorning induktiv qarshiligidan ancha past boʻlishi kerak.

Ushbu shartlar bajarilganda, induktorning faol qarshiligini eʼtiborsiz qoldirib, bunday L shaklidagi filtrning tekislash koeffitsienti teng boʻladi:

$K_{c}=m^{2}\omega _{c}^{2}LC-1.$

Chunki $1/{\sqrt {LC}}=\omega _{0}$ u holda filtrning tabiiy chastotasi

$K_{c}=(m\omega _{c}/\omega _{0})^{2}-1.$

Tanlashning asosiy shartlaridan biri $L$ Va $C$ filtrning induktiv javobini taʼminlashdan iborat. Bunday reaksiya rektifikatorning tashqi xususiyatlarining barqarorligi uchun, shuningdek, rektifikatorlarda germaniy, kremniy yoki gaz chiqarish klapanlari ishlatilgan hollarda zarur.

Induktiv impedansni taʼminlash uchun tengsizlikni bajarish kerak:

$L>2R_{H}/(m^{2}-1)m\omega _{c}.$

Filtrni loyihalashda, shuningdek, toʻgʻrilangan kuchlanishning toʻlqinli chastotasida va yuk oqimining oʻzgarishi chastotasida rezonans paydo boʻlishi mumkin boʻlmagan induktor va kondansatör reaktivlarining bunday nisbatini taʼminlash kerak.

U shaklidagi $LC$ filtr sigʻimli sigʻimli filtrdan tashkil topgan ikki qismli filtr sifatida taqdim etilishi mumkin. $C_{0}$ va L shaklida $L$ Va $C_{1}$.

U shaklidagi LC filtri.

Bunday filtrning tekislash koeffitsienti quyidagilarga teng boʻladi:

$K_{c}=$$2rC_{0} \over (m^{2}-1)H$$(m^{2}\omega _{c}^{2}LC_{1}-1).$

U shaklidagi filtrda sigʻimlar teng boʻlganda tekislash koeffitsienti maksimal qiymatga etadi $C_{1}=C_{0}.$

Katta tekislash koeffitsientini taʼminlash zarur boʻlsa, koʻp boʻgʻinli filtrdan, ikki yoki undan ortiq bitta havolali filtrlardan tashkil topgan filtrdan foydalanish tavsiya etiladi. Bunday filtrning tekislash koeffitsienti quyidagilarga teng boʻladi:

$K_{c}=$$K_{c1}\cdot K_{c2}\cdot K_{c3}\cdot ...\cdot K_{cn},$

yaʼni umumiy tekislash koeffitsienti ketma-ket ulangan barcha filtrlarning tekislash koeffitsientlari koʻpaytmasiga teng boʻladi.

Agar barcha filtr havolalari bir xil elementlardan iborat boʻlsa ($C_{1}=C_{2}=\cdot =C_{n}$ Va $L_{1}=L_{2}=\cdot =L_{n}$), bu amalda eng maqsadga muvofiqdir, keyin:

$K_{c1}=K_{c2}=\cdot =K_{cn}$ Va $K_{c}=K_{zv}^{n}=(m\omega _{c})^{2n}(L_{zv}C_{zv})^{n},$

bu yerda $K_{zv}$ — har bir zvenoning tekislash koeffitsienti;

$C_{zv}$, $L_{zv}$ — mos ravishda har bir boʻgʻinning induktivligi va sigʻimi;

$n$ — havolalar soni.

RC filtri

Kam quvvatli rektifikatorlarda, baʼzi hollarda, faol qarshilik va sigʻimni oʻz ichiga olgan filtrlar qoʻllanadi. Bunday filtrda kuchlanishning pasayishi va qarshilikdagi energiya yoʻqolishi nisbatan katta. $R$, lekin bunday filtrning oʻlchamlari va narxi induktiv-kapasitivdan kamroq. Bunday filtrning tekislash koeffitsienti quyidagilarga teng boʻladi.

Filtrning qarshilik qiymati $R$ uning samaradorligining optimal qiymatidan kelib chiqqan holda aniqlanadi. Optimal samaradorlik qiymati 0,6 dan 0,8 gacha.

U-shaklidagi faol sigʻimli filtrni hisoblash U-shaklidagi LC filtridagi kabi, bu filtrni sigʻimli va L shaklidagi RC filtrlariga boʻlish orqali amalga oshiriladi:

$K_{c}=$$mw_{c}CR$$R_{H} \over R_{H}+R.$

Tekislash reaktori

Bu qurilma oʻgʻrilangan oqimdagi yuqori garmoniklarning (toʻlqinlarning) tarkibini kamaytirish uchun elektr pallasida oʻz induktivligidan foydalanishga moʻljallangan statik elektromagnit qurilma. U doimiy toʻlqinli tortish podstansiyalarida, oʻzgaruvchan tokning elektr harakat tarkibida (elektrovozlar, elektropoezdlar) ishlatiladi. Tekislashtiruvchi reaktor odatda rektifikator bilan ketma-ket ulanadi, shuning uchun barcha yuk oqimi u orqali oʻtadi.

Manbalar

• Nigʻmatov "Radioelektronika asoslari"
• N.Sh.Turdiyev "Radioelektronika"