Frecuencia de corte de filtros multisección. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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El autor del artículo habla sobre algunos aspectos de la construcción de filtros RC de frecuencia multienlace y la selección de elementos para ellos.
Como es sabido, un filtro de paso bajo (LPF), cuyo circuito se muestra en la Fig. 1a, pasa señales de corriente continua a la frecuencia de corte (banda de paso) a la alimentación y atenúa las señales de frecuencias más altas (banda de atenuación). Se considera que la frecuencia de corte f0 (Fig. 1, b) es aquella en la que la curva de respuesta de frecuencia de amplitud (AFC) del filtro disminuye en 3 dB (más precisamente, en √2 una vez). Se elige este nivel porque con tal cambio de voltaje la potencia de la señal P=U2/r disminuye 2 veces.
La frecuencia de corte de un filtro RC de enlace único (primer orden) es igual a f1=0/1πτ, donde τ = RC. Su respuesta de frecuencia es muy plana; en la banda de atenuación la caída de la característica es de sólo 2 dB por octava (cuando la frecuencia cambia dos veces) o 6 dB por década (diez veces).
Para aumentar la pendiente del descenso, puede utilizar varios enlaces RC conectados en serie. Para garantizar que los enlaces no se influyan entre sí, están separados por seguidores de voltaje de buffer, como se muestra en la Fig. 2, a.
Para un filtro de dos elementos, la disminución de la respuesta de frecuencia será de aproximadamente 12 dB/oct, para un filtro de tres elementos - 18 dB/oct, para un filtro de cuatro elementos - 24 dB/oct, y así sucesivamente (Fig. 2b ; los valores del coeficiente de transmisión normalizado se trazan a lo largo del eje vertical). En el caso general, la respuesta en frecuencia de un filtro multisección será el producto de la respuesta en frecuencia de sus secciones, y la frecuencia de corte disminuirá en α = 1/√n√2-1 veces, donde n es el número de enlaces.
En la Fig. La Figura 2b muestra una disminución en la frecuencia de corte f0 con un aumento en el número de secciones de filtro. La tabla muestra los valores de a para filtros con un número de enlaces de 2 a 10.
Un filtro de este tipo se puede implementar fácilmente en cualquier amplificador con cualquier ganancia (mayor y menor que la unidad), incluso con un signo de ganancia diferente (es decir, con o sin inversión). Simplemente, el coeficiente de transferencia de voltaje total Ku en la banda de paso será igual al producto de los coeficientes de todos los enlaces.
Otra ventaja de un filtro de este tipo es su respuesta muy "suave" a los cambios en el nivel de la señal de entrada, sin fluctuaciones ni emisiones.
Si se construye un filtro de paso alto en lugar de un filtro de paso bajo en los enlaces RC (Fig.3, a), entonces la frecuencia de corte con la adición de cada enlace no disminuirá, sino que aumentará (Fig.3, b), pero el valor numérico del coeficiente a sigue siendo el mismo.
Este cambio en la frecuencia de corte debe tenerse en cuenta al diseñar un dispositivo con varias etapas y un número adecuado de condensadores de acoplamiento. Si, por ejemplo, el número de condensadores de acoplamiento es 10 y la frecuencia de corte inferior debe ser igual a 20 Hz, entonces cada filtro de paso bajo formado por el condensador junto con la impedancia de entrada de la siguiente etapa debe tener una frecuencia de corte. de aproximadamente 5,4 Hz.
Lo mismo se aplica a la elección de los condensadores de corrección OS, que forman la característica del filtro de paso bajo. Si hay varios condensadores de este tipo o hay circuitos RC entre los nodos del dispositivo que limitan la banda de frecuencia desde arriba, la frecuencia de corte de cada uno de ellos debe seleccionarse por encima de la frecuencia de funcionamiento superior de todo el dispositivo en su conjunto.
Autor: A. Brazhniov, Penza
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Esta no es sólo una solución respetuosa con el medio ambiente, sino también rentable. Al utilizar energía solar y componentes de bajo costo, el sistema ofrece acceso a agua potable a un costo menor que los métodos tradicionales.
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