Filtre LC

Obiectul lucrarii.

Se studiaza proprietatile selective ale celor mai simple semicelule de filtre trece jos si trece sus sub forma de diporti LC in scara. De asemenea se arata posibilitatea de a realiza FTJ si FTS de grad mai mare de complexitate , denumite filtre compuse , prin conectarea adecvata a acestor structuri simple.

Aspecte teoretice.

Studiul filtrelor LC poate fi abordat pe baza parametrilor imagine , sau pe baza parametrilor de lucru.

In primele incercari sistematice pentru studiul filtrelor LC s-a folosit teoria parametrilor imagine. Ea se bazeaza pe conectarea in cascada a unui numar convenabil de celule care lucreaza intre impedante egale cu impedantele lor imagine.

Desfasurarea lucrarii.

Se vor studia in continuare FTJ. Se foloseste schema din figura:

Unde L₁=0.429 mH ; C₁= 1.5nF ; L₂=2.023 mH ; C₃=3.7 nF ( L₁=L₃ C₂=C₅ C₁=C₆ )

Se calculeaza rezistenta nominala R₀ , frecventa de taiere f_t , si frecventa polului de anulare f pentru cei doi diporti si se completeaza tabelul .

Se masoara atenuarea compusa in functie de frecventa pentru cele doua celule si pentru celula compusa ( tinind seama de principiul adaptarii imagine ) . Rezistentele de terminatie sunt R_g=R_s=600 W .

(dB) sau sau

Observatie. Atenuarea compusa este intotdeauna pozitiva deoarece puterea la iesirea filtrului pe sarcina este comparata cu puterea maxima pe care o poate debita generatorul.

Rezultatele se trec in tabelul de mai jos:

Se calculeaza atenuarea compusa pentru prima celula. Se foloseste relatia de calcul :

a_c=a+a_r1+a_r2+a_r12 in care :

este atenuarea imagine

este atenuarea de reflexie la poarta 1,2

este atenuarea de interactiune .

in care :

se considera si rezulta :

a = 7.97 dB

a_r1 = a_r2 = 0.196 dB

a₁₂ = -0.004 dB

a_c = 8.358 dB

Intrebari :

a.           Care sunt avantajele si dezevantajele din punct de vedere al caracteristicii de atenuare pe care le ofera o celula derivata cu m mic ? Dar o celula cu m mare ?

b.          Cum se realizeaza filtre cu atenuare precisa mare in banda de oprire si o cit mai buna adaptare in banda de trecere folosind un nr cit mai mic de elemente ?

Raspunsuri :

a.           Din punct de vedere al adaptarii se poate obtine adaptare la una sau doua frecvente . Exista o frecventa numita f la care transmisia de la o poarta la cealalta se intrerupe.

b.          Se conecteaza in cascada un nr. corespunzator de celule cu clasa unu de atenuare si cu clasa unu de impedanta pe principiul adaptarii imagine.

Programele Spice folosite si graficele obtinute.

*Celula 2

V1 3 0 AC=1v sin 1 100.0e6 0 0 0 )

C1 1 0 3.7n

C2 2 0 3.7n

L1 1 2 2.023m

R1 2 0 600

R2 3 1 600

.AC DEC 400 1 10000g

.PRINT AC Vdb(VY2) phase(VY2)

.END

*Celula 1

V1 3 0 AC=1v sin 1 100.0e6 0 0 0 )

C1 1 0 3.7n

C2 2 0 3.7n

L1 1 2 2.023m

R1 2 0 600

R2 3 1 600

.AC DEC 400 1 10000g

.END

*Filtru FCTJ

L1 3 4 0.429m

C1 3 4 7.8n

C2 4 0 1.5n

R2 1 3 600

C3 4 0 3.7n

C4 5 0 3.7n

L2 4 5 2.023m

L3 5 2 0.429m

V1 1 0 AC=1v sin (0 1 100.0e6 0 0 0)

C5 5 2 7.8n

C6 5 0 1.5n

R1 2 0 600

.AC DEC 400 1 10000g

.END