Електрически филтри

Индустриалните източници на енергия осигуряват практически синусоидални криви на конфигурация на напрежението. Въпреки това, в редица възможни случаи, променливите токове и напрежения, които се повтарят, се различават рязко от хармоничните.

Електронни филтри могат да бъдат използвани за изглаждане на пулсации напрежение токоизправител, демодулатори, които превръщат модулирания амплитуда колебания на високата честота в относително бавно напрежение конфигурация сигнал, както и в други подобни устройства.

В най-простия случай може да се ограничи последователно превключване на бобината натоварване, съпротивлението на който се увеличава с увеличаване хармоничен ред и сравнително малка за нискочестотни вибрации, и още повече, че за една и съща компонента. По-отлично използване на U-образни, T-образни и L-образни
филтри.

На фиг. 1 показва диаграма на конвенционален L-образен филтър с индуктор L и кондензатор C, свързан между приемника
rpr и токоизправител Б. Променливите токове на всички честоти отговарят на значителното съпротивление на индуктора и паралелният кондензатор предава остатъчните токове с високи честоти по паралелния клон. Поради това се намалява пулсацията на напрежението върху товара
RPR. Може да се прилага и филтри, състоящи се от две и повече подобни връзки. От време на време се използват леки филтри с резистори вместо индуктивни бобини.

Фиг. 1. Лесно изглаждане на електронния филтър с формата на L

По-перфектни са резонансните филтри, в които се използват резонансни явления.
Чрез последователно свързване на индуктор и кондензатор когато fωL = 1 / (kωS), веригата ще има най-голяма проводимост (активно) при честота fω и по-скоро най-високата проводимост в дадена честотна лента в близост до резонанс. Такава схема е конвенционален лентов филтър. В паралелно свързване на индуктивност на бобина и кондензатор като веригата ще имат по-ниска проводимост на резонансната честота и относително ниска проводимост в дадена честотна лента в близост до резонанс. Този филтър е бариера за определена честотна лента.

За да се подобри качеството на конвенционалния лентов филтър, може да се използва веригата (фиг.
2), паралелно с приемника, индуктивната бобина и кондензатора са свързани паралелно. Такава схема е също така настроена на резонанс с честотата на козите и представлява много голямо съпротивление за токовете на избраната честотна лента и значително по-ниско съпротивление за токове на други честоти.

Фиг. 2. Схема на конвенционален електронен филтър за лентов преход

Подобен филтър може да се използва в модулатори, които произвеждат модулирани колебания на определена честота. Модулаторът М се снабдява с нискочестотно сигнално напрежение Uc, което се преобразува в модулирани високочестотни трептения и филтърът извлича напрежението на изискваната честота, приложено към товара
RPR.

Например, нека си представим, че неиннузоидален променлив ток протича през веригата и е необходимо да се премахнат много големи третия и петия хармоничен ток от кривата на приемника. След това, на свой ред, ние включим веригата две вериги, настроени в резонанс за третата и петата хармоника (Фигура 3, а). Съпротивлението на левия контур, настроен на резонанс за честота
3ω, ще бъде много голяма за тази честота и не е достатъчна за всички други хармоници, дясната ръка, контур, настроен на резонанс за честотата 5ο, играе аналогична роля. Следователно, в текущата крива на приемника inp няма да има практически никаква трета и пета хармоника (Фиг. 3b), което ще се окаже подтиснат филтър.

Фиг. 3. Верига със синхронизирани резонансни схеми, настроени на резонанс за третата и петата хармонична схема: а - схема на схемата - b - криви на напрежение и електрически вериги и ток на приемника inp

Фиг. 4. Кривата на напрежението на изхода на лентовия филтър

В някои случаи се произвеждат още по-перфектни лентови филтри, както и режещи филтри, които преминават или не преминават вибрации, започвайки с определена честота. Такива филтри се състоят от T-образни или U-образни единици. Принципът на филтрите е, че в пропускателната лента на честотите, например лентовия филтър, има резонанс при
n + 1 честоти, където n е броят на връзките. Кривата Uout = f (ω) за такъв филтър, състоящ се от 3 връзки, е показана на фиг.
4. Резонансът се осъществява на честоти ω1,
ω2, ω3 и
ω4. 

Училище за електротехник