RLC devresi - RLC circuit
Bir RLC devresi bir bir elektrik devresi aşağıdakilerden oluşan direnci (R), bir indüktör (L) ve bir kapasitör (C), seri ya da paralel bağlanmış. Devrenin adı bileşenlerinin sırası RLC'ye arasında değişebilir, bu devrede, kurucu bileşenleri göstermek için kullanılan harfler türetilir.
Devre oluşturan harmonik osilatör akım ve yankı bir şekilde benzer bir şekilde LC devresi . Direnç Tanıtımı olarak da bilinir, bu salınımlar, çürüme arttırır sönümleme . Direnç, aynı zamanda en yüksek rezonans frekansı azaltır. Bir direnç, özellikle bir bileşeni olarak dahil olsa bile bazı direnç gerçek devreler kaçınılmazdır. İdeal saf LC devresi sadece etki var Süperiletkenliğin .
RLC devreleri gibi birçok uygulamalara sahip osilatör devreleri . Radyo alıcıları ve televizyonlar için bunları kullanmak ayar ortam radyo dalgalarından dar frekans aralığı seçmek için. Bu rolde, devre genellikle ayarlı devre olarak adlandırılır. Bir RLC devre olarak kullanılabilir bant-geçişli filtreye , bant-durdurma filtresi , düşük-geçiş filtresi ya da yüksek geçirgen filtre . Ayarlama uygulama, örneğin, bant-geçişli filtreleme örneğidir. RLC filtre olarak tanımlanan ikinci dereceden devrede herhangi bir gerilim ya da akım, ikinci dereceden ile tarif edilebilir, yani devre diferansiyel denkleme devre analizinde.
Üç devre elemanları, R ', L ve C, farklı bir dizi içinde birleştirilebilir topolojilere . Serideki tüm üç unsurun veya paralel olarak her üç element kavramının en basit ve analiz etmek için en basittir. Diğer düzenlemeler, gerçek devrelerde pratik öneme sahip bazı Ancak bulunmaktadır. Genellikle karşılaşılan bir sorun hesap indüktör direnci içine almaya ihtiyacıdır. İndüktörler genellikle tel bobinleri imal edilmiştir, direnci, genellikle istenen bir durum değildir, ancak genellikle devre üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
içindekiler
- 1 temel kavramlar
- 2 Seri RLC devresi
- 3 paralel RLC devresi
- 4 Diğer düzenlemeler
- 5 Tarihçe
- 6 Uygulamalar
- 7 Ayrıca bakınız
- 8 Kaynaklar
- 9 Kaynakça
Temel konseptler
|Lineer analog |
elektronik filtreler
Rezonans
Bu devrenin önemli bir özelliği, belirli bir frekansta, yankı kabiliyetidir rezonans frekansı , f , 0 . Frekanslar birimleriyle ölçülür hertz . Bu makalede, ancak, açısal frekans , ω 0 , daha matematiksel uygun olan kullanılır. Bu ölçülür radyan saniye. Onlar basit oranda birbirine ilişkilidir,
Rezonans bir elektrik alanında kapasitör şarj ve indüktör üzerindeki akım akarken bir manyetik alanda olduğu gibi: Enerji iki farklı şekilde depolandığı için oluşur. Enerji devresi içinde bir diğerine transfer edilebilir ve bu salınım olabilir. Mekanik bir benzetme serbest bırakıldığında aşağı salınım ve bir yay üzerinde asılı duran bir ağırlıktır. Bu, geçiş benzetme olduğu; bir yay üzerinde bir ağırlık bir RLC devresi ile tam olarak aynı ikinci derece denklem ile tarif edilir ve bir sistemin tüm özellikler için başka bir analog özelliği vardır bulunacaktır. Devresindeki direnç için cevap mekanik özellik yay ağırlığı sisteminde sürtünme kuvveti. Bunu sürüş hiçbir dış kuvvet yoksa Sürtünme yavaş yavaş durma noktasına herhangi salınım getirecektir. Benzer şekilde, bir RLC devresindeki direnç devresinde tahrik AC güç kaynağı varsa, zaman ile azalan, salınım "nemli" olacaktır.
Rezonans frekansı olduğu frekansı olarak tanımlanır empedans devresinin bir minimumdadır. Aynı şekilde, bu (yani sadece, dirençli olan) empedans tamamen gerçek hangi frekans olarak tanımlanabilir. Rezonansta indüktör ve kapasitörün empedansları eşit fakat karşıt işareti olan ve iptal nedeniyle oluşur. L ve C serisi yerine paralel olan Devreler aslında maksimum empedans ziyade minimum empedans var. Genellikle olarak tarif edilmektedir Bu nedenle antiresonators , hala olağandır, ancak bu rezonans frekansı olarak meydana sıklığını isim.
Doğal frekans
Rezonans frekansı, bir tahrik kaynağı ile sunulan empedans bakımından tanımlanmıştır. Tahrik kaynağı kaldırılmıştır ya da (sıfıra bir adım da dahil olmak üzere) gerilimde bir aşamaya tabi tutulduktan sonra devre (bir defa), salınım devam etmek için bu yine de mümkündür. Bu bir diyapazon o vurdu sonra zil devam edecektir şekilde benzer, ve bunun etkisi genellikle zil denir. Bu etki, devrenin tepe doğal rezonans frekansı ve iki genellikle birbirine oldukça yakın olacaktır, ancak, genel olarak, tam olarak tahrik edilen rezonans frekansı ile aynı değildir. Çeşitli terimler iki ayırt etmek için farklı yazarlar tarafından kullanılır, ancak vasıfsız rezonans frekansı genellikle tahrik rezonans frekansı anlamına edilir. Tahrik frekansı denebilir sönümsüz rezonans frekansı veya sönümsüz doğal frekansı ve tepe frekans sönümlenmiş rezonans frekans veya sönümlü doğal frekans olarak adlandırılabilir. Bu terminoloji nedeni, bir seri ya da paralel rezonans devresinde tahrik rezonans frekansı değerine sahip olmasıdır
Bu, yani, tam bir direnç mevcut olan bir LC devresinin rezonans frekansı ile aynıdır. Bir RLC devresi için rezonans frekansı, sönümleme, dolayısıyla sönümlü rezonans frekansı var olduğu bir devre ile aynıdır. Tepe rezonans frekansı, diğer taraftan, direnç değerine bağlıdır ve sönümlü rezonans frekansı olarak tarif edilmektedir. Bir yüksek gizlenmiş devre tahrik alınmadığında tınlanıaya başarısız olur. Sadece zil kenarında olmasına neden olur ve rezistörün bir değere sahip bir devre olarak isimlendirilir kritik sönümlü . Trimpotun iki tarafında olarak tarif edilir underdamped (zil olur) ve overdamped (zil bastırılır).
Basit seri ya da paralel olarak (makalede anlatılan örneklerle) daha karmaşık topolojileri devreler sapan bir tahrik rezonans frekansına sahip ve bu için sönümsüz rezonans frekansı, sönümlü rezonans frekansı ve tahrik edilen rezonans frekansı farklı olabilir.
ıslatma
Sönümleme devresindeki direnç neden olmaktadır. Devre (diğer bir deyişle bir tahrik kaynağı olmadan) doğal olarak rezonansa olup olmadığını belirler. Bu şekilde yankı uyandıracak Devreler underdamped ve overdamped edilir olmaz gibi anlatılmıştır. Sönümleme zayıflama (sembol α ) olarak ölçülür nepers saniyede. Bununla birlikte, birimsiz sönümleme faktörü (sembol ζ Zeta) ile ilgilidir, daha yararlı bir önlem, genellikle a göre
Özel bir durumu Ç = 1 sönümleme denilen ve sadece salınım sınır teşkil eden bir devre durumunda temsil etmektedir. Bu salınım neden olmadan uygulanabilir en düşük sönüm olup.
Bant genişliği
Rezonans etkisi filtreleme için kullanılabilir, rezonans yakın empedans hızlı değişim geçmesi veya rezonans frekansına yakın blok sinyalleri için de kullanılabilir. Her iki bant geçiren ve bant durduran filtreler yapılabilir ve bir filtre devreleri, daha sonra maddenin gösterilmiştir. Filtre tasarımında önemli bir parametre olan bant . Bant genişliği arasında ölçülür kesme frekanslarının en sık devre geçirilerek enerji rezonansta geçirilen yarı değerine düşmüştür edildiği frekans olarak tanımlanır. Bu yarı-güç frekanslarının iki üst üste ve rezonans frekansı altında bir var
burada Æ ω bant genişliği, ω 1 alt yarım elektrik frekansı ve ω 2 üst yarım elektrik frekansıdır. Bant genişliği ile zayıflama ile ilgilidir
burada birim saniyede radyan ve vardır nepers saniyede sırasıyla. Diğer birimler, bir dönüştürme faktörü gerektirebilir. Bant genişliği daha genel bir ölçü rezonans frekansında bir fraksiyonu olarak bant genişliğini ifade eder verilir fraksiyonel bant genişliği, bir
Fraksiyonel bant genişliği de genellikle yüzde olarak ifade edilir. Filtre devreleri sönümleme gereken bant genişliğinde neden olacak şekilde ayarlanır. Bir dar bant filtresi, örneğin, bir şekilde çentik filtresi , düşük sönümleme gerektirir. Geniş bant filtre yüksek süspansiyon sağlaması gerekir.
Q faktörü
Q faktörü rezonatörleri karakterize etmek için kullanılan yaygın bir ölçüsüdür. Bu rezonansta radyan başına içinde harcanan ortalama enerji ile bölünmüş bir devrede saklanabilir tepe enerjisi olarak tanımlanır. Düşük- S devreleri dolayısıyla bastırılır ve kayıplı ve yüksek Q devreleri underdamped edilir. Q, bant genişliği ile ilgili olduğu; düşük Q devreleri geniş bantlı ve yüksek olan Q devreleri dar bantlı vardır. Aslında, bu gerçekleşirse Q fraksiyonel bant genişliği tersidir
Q faktörü ile doğru orantılıdır seçicilik olarak, Q faktörü bant genişliği ters bağlıdır.
Bir seri rezonant devre için, Q şu şekilde faktör hesaplanabilir:
Ölçekli parametreler
Parametreler Ç , F b ve Q, her ölçeklenir co 0 . Bu benzer parametrelere sahip devreleri bakılmaksızın aynı frekans bandında çalışan olsun ya da olmasın benzeri karakteristikleri taşıması anlamına gelir.
Makale sonraki ayrıntılı olarak seri RLC devresi için analiz verir. Diğer düzenlemeler, örneğin ayrıntılı olarak tarif edilmeyen, ancak seri halinde anahtar farklılık verilmektedir. Seri devre bölümünde verilen diferansiyel denklemler genel biçimi, tüm ikinci dereceden devreler için geçerlidir ve herhangi bir gerilim ya da akım tanımlamak için kullanılabilir elemanının her devrenin.
Seri RLC devresi
Bu devrede, üç bileşen ile tüm seri olan gerilim kaynağı . Yöneten diferansiyel denklem içine ikame edilmesi suretiyle bulunabilir Kirchhoff gerilim yasa (KVL) kurucu denklem üç unsurun her biri için. KVL itibaren,
burada V R , V L ve V C R, L ve C sırasıyla ve genelinde gerilimleri V ( t ) bir kaynaktan zamana göre değişen bir voltajdır.
İkame , ve verim üstünde denkleme:
Kaynak, zamana göre türevi ve bolunmesı değişmeyen bir gerilim olması durumunda için L ikinci derece diferansiyel denkleme yol açar:
Bu amaca, bir daha uygulanabilir bir biçimde ifade edilebilir:
α ve ω 0 birimleriyle hem de açısal frekansta . α adlandırılan neper frekansı ya da zayıflatma , ve ne kadar hızlı bir ölçüsüdür geçici yanıt uyaran çıkarıldıktan sonra devrenin uzak ölür. Birimler olarak kabul edilebilir, çünkü neper isminde yer nepers zayıflatma birimi olan neper saniyede. ω 0 açısal rezonans frekansıdır.
Seri RLC devresindeki durumunda için bu iki parametre tarafından verilmektedir:
Yararlı bir parametredir süspansiyon faktörü , ζ bu iki oran olarak tanımlanır; Her ne kadar, bazen α süspansiyon faktörü ve şu şekilde ifade edilir ζ kullanılmaz.
seri RLC devre durumunda, süspansiyon faktörü ile verilir
sönümleme faktörünün değeri devresi sergileyecektir geçici türünü belirler.
Geçici tepki
Devre için diferansiyel denklem değerine bağlı olarak üç farklı şekilde çözer Ç . Bu underdamped edilir ( ζ <1 ), overdamped ( ζ > 1 ) ve kritik sönümlü ( ζ = 1 ). Diferansiyel denklem olan karakteristik denklemi ,
Denklemin kökleri s vardır
diferansiyel denklem genel çözüm, kök ya da her ikisi arasındaki bir doğrusal üst üste ya da bir üstel
Katsayıları bir 1 ve A 2 ile belirlenir sınır koşulları , belirli bir sorun analiz edilir. Yani, geçici başlangıcı ve sonsuz bir süre sonra çökecektir tahmin değerleri ile devredeki akım ve voltaj değerleri tarafından belirlenen, bir.
Overdamped tepki
Overdamped yanıt ( ζ > 1 ) olan
overdamped tepki Osilasyonsuz geçici akımın bir çürüme olduğunu.
underdamped tepki
Underdamped yanıt ( ζ <1 ) olup
Uygulanarak standart tarafından trigonometrik kimlik iki trigonometrik fonksiyonlar faz kayması ile tek sinusoid olarak ifade edilebilir,
Underdamped yanıt sıklığı bir bozulması salınım ω d . Salınım azaltma ile, belirlenen bir hızda bozunur a . Katlanarak a tarif zarfı salınım. B 1 ve B 2 (ya da oda 3 ve faz değiştirme φ ikinci formunda) sınır koşulları tarafından belirlenir rasgele sabitleridir. Frekans ω d verilir
Bu sönümlenmiş rezonans frekansı veya sönümlü doğal frekans olarak adlandırılır. Bu devre, doğal bir dış kaynak tarafından tahrik değilse salınacaktır frekanstır. Rezonans frekansı, ω 0 harici salınım ile tahrik edilen devre rezonansa frekanstır, çoğu zaman ayırmak için sönümsüz rezonans frekansı olarak ifade edilebilir.
Trimpotun tepki
Trimpotun yanıt ( ζ = 1 ) olduğu
Trimpotun tepkisi salınımının girmeden mümkün olan en hızlı sürede çürür devre yanıtını temsil etmektedir. O overshooting olmadan mümkün olduğunca çabuk istenen duruma ulaşması için gereklidir burada düşünülmesi kontrol sistemlerinde önemli. D 1 ve D 2 sınır koşulları tarafından belirlenir rasgele sabitleridir.
Laplace alanı
Seri RLC kullanarak hem geçici ve sürekli AC hal davranışı için analiz edilebilir Laplace dönüşümü . Gerilim kaynağı, yukarıda Laplace dönüştürülmemiş olan bir dalga formu üretirse V ( ler ) ( ler olan karmaşık frekans s = σ + jw ) KVL Laplace etki uygulanabilir:
burada I ( ler ) tüm bileşenler üzerinden akım Laplace-transforme edilir. İçin çözme I ( ler ) :
Elimizdeki, yeniden düzenleme
Laplace admitansı
Laplace için çözme giriş Y ( ler ) :
Parametreler kullanılarak basitleştirilmesi a ve ω 0 önceki bölümde tanımlanan, elimizdeki
Kutuplar ve sıfırlar
Sıfırları arasında Y ( ler ) bu değerler s , öyle ki , Y ( ler ) = 0 :
Kutupları Y ( ler ) kökleri ile aynıdır s 1 ve s 2 yukarıdaki bölümde, diferansiyel denkleme karakteristik polinomunun.
Genel çözüm
Keyfi için V ( t ) , ters elde edilen çözelti dönüşümü I ( ler ) olduğu:
- Underdamped durumda, ω 0 > α :
- Trimpotun durumda, ω 0 = α :
- Overdamped durumda, ω 0 < α :
burada ω r = √ ve cop ve SİNH olağan hiperbolik fonksiyonlar .
Sinüsoidal katı hal
Sinüzoidal kararlı durum izin temsil edilir s = jw , j bir sanal birim . Bu ikame ile yukarıdaki denklemin büyüklüğünü alınması:
ve bir fonksiyonu olarak güncel w bulunabilir
Bir tepe değeri yoktur | Ben ( jw ) | . Değeri w bu tepedeki frekans, bu özel durumda, sönümsüz doğal rezonans frekansına, eşittir:
Paralel RLC devresi
Paralel RLC devresinin özellikleri elde edilebilir ikilik ilişki elektrik devrelerinin ve paralel RLC olduğunu göz önünde çift empedans bir dizi RLC. Bu göz önüne alındığında, bu devreyi tanımlayan denklemler bir dizi RLC ile ilgili olanlarla genel formuna denk olduğu ortaya çıkıyor.
Paralel devre için, zayıflatma α verilir
ve süspansiyon faktörü sonuç olarak,
Benzer şekilde, diğer ölçekli parametreleri, fraksiyonel bant genişliği ve Q, birbirinden da tanıma değerleri vardır. Bu, geniş-bant, düşük olduğu anlamına gelir Q bir topoloji devre dar bant, yüksek olacak S aynı değerlere sahip bileşenlerden imal Diğer bir topoloji devresi. Fraksiyonel bant genişliği ve Q, paralel devrenin tarafından verilmektedir
burada formüller, yukarıda verilen seri devre formülleri tanıma değerleri, olduğuna dikkat edin.
Frekans alanı
Bu devrenin kompleks giriş bileşenlerinin admitans ekleyerek ile verilir:
yerine bir minimum rezonansta empedansında bir zirveye sahip devresinde, paralel bir düzenleme sonuçlarına bir seri düzenlemesinin değişim, bu devre, bir anti-rezonatörünün.
Grafik ters rezonans frekansında akımın frekans tepki olarak en az olduğunu göstermektedir devre sabit bir voltaj ile tahrik edilir. Sabit bir akımla sürülen Öte yandan, seri devredeki akım aynı eğriyi takip edecek geriliminde en fazla olacaktır.
Diğer düzenlemeler
Dikkate sarma bobininin direncine almak için bir ihtiyaç vardır burada, Şekil 4'te gösterildiği gibi, paralel bir LC devresinde kısma elemanı ile bir dizi direnci sık karşılaşılan bir topolojisidir. Paralel LC devreleri sık kullanılan bant geçiş filtresi ve Q, büyük ölçüde bu direnç tarafından yönetilir. Bu devrenin rezonans frekansıdır
Bu giriş sıfır sanal kısmı sahip olduğu frekans olarak tanımlanan devresinin rezonans frekansıdır. (Daha önce bu devre için aynıdır) karakteristik denkleminin genel şeklinde görünür frekansı
aynı frekans değildir. Bu durumda doğal sönümsüz rezonans frekansı geçerli:
Frekans ω m empedans büyüklüğü, azami olarak verilir olan en
burada Q, L = co ' 0 L / bir kalite faktörü bobininin. Bu kuyu yaklaşık olarak hesaplanabilir
Ayrıca, tam olarak en fazla empedans büyüklüğü ile verilir
Değerleri için S L birden büyük, bu da yaklaşık olarak hesaplanabilir
Aynı şekilde, bir dizi LC devresinde kapasitör ile paralel olarak bir direnç kayıplı dielektrik olan bir kondansatör temsil etmek için kullanılabilir. Bu yapılandırma, bu durumda rezonans frekansı (empedans sıfır sanal kısmı olan frekans) 5. Şekilde gösterilmiştir ile verilir
Frekans ise ω m olan empedans büyüklüğü maksimum verilir
burada Q, C = co ' 0 RC .
Tarihçe
Bir kondansatör elektrik salınımını üretebilir ilk kanıt Fransız bilim adamı tarafından 1826 yılında keşfedildi Felix Savary . Bir bulmuşlardır Leyden kavanoz bir demir iğne etrafında bir telden içerisine boşaltılmıştır, bazen iğne ters yönde bir yön ve bazen manyetize bırakıldı. O doğru bu rastgele yönde manyetize iğne bırakarak geri ve ileri bir etkisi olmayacak kadar küçük olana kadar iğnenin mıknatıslanma ters tel sönümlenmiş bir salınım deşarj akımı, neden olduğu çıkarılabilir.
Amerikan fizikçi Joseph Henry görünüşte bağımsız, 1842'de SAVARY deneyini tekrarladılar ve aynı sonuca vardık. İngiliz bilim adamı , William Thomson 1853 (Lord Kelvin) bir indüktans yoluyla Leyden kavanoz boşaltma titreşimli olmalıdır matematiksel gösterdi, ve rezonans frekansı türevi.
İngiliz radyo araştırmacı Oliver Lodge , bir kablo aracılığıyla Leyden kavanozlar büyük bir pil deşarj ile, deşarj zaman kıvılcım bir müzik sesi üretilen ses aralığına rezonans frekansına sahip bir ayarlı devre oluşturulur. 1857'de Alman fizikçi Berend Wilhelm Feddersen salınımlarının gözle görünür kanıt, bir döner ayna bir rezonant Leyden kavanoz devresi tarafından üretilen kıvılcım fotoğraflandı. 1868 yılında, İskoç fizikçi James Clerk Maxwell yanıt rezonans frekansında maksimum olduğunu gösteren, indüktans ve kapasitans ile birlikte bir devrenin bir alternatif akım uygulanması etkisini hesaplanmıştır.
Bir elektrik ilk örneği rezonans eğrisi Alman fizikçi tarafından 1887 yılında yayınlanan Heinrich Hertz bir frekans fonksiyonu olarak görev yaptığı kıvılcım aralığı LC rezonatör detektörleri elde edilebilen kıvılcım uzunluğunu gösteren, radyo dalgalarının keşfine öncü kağıt.
Ayarlanmış devreler arasında rezonans ilk göstergelerinden biri, bir 1889 çevresinde Lodge "syntonic kavanoz" deneyi o, her bir kıvılcım aralığı ayarlanabilir bir dönüşlü bobinine bağlı Leyden kavanoz oluşan birbirine iki rezonans devreleri yerleştirildi. Bir indüksiyon bobininden bir yüksek gerilim kıvılcım ve böylece titreşimli akımları yaratan bir ayarlı devre uygulandığı zaman, kıvılcım indüktörler rezonans ayarlanmıştır ise diğer ayarlı devrede heyecan. Lodge ve bazı İngiliz bilim adamları dönem "tercih syntony bu etki için" ama dönem " rezonans " sonunda sıkıştı.
RLC devreleri için ilk pratik kullanım içinde 1890'larda olduğu kıvılcım aralığı radyo vericileri alıcı verici ayar edilmesi için izin vermek. İlk pratik sistemler Anglo İtalyan radyo öncüsü tarafından 1900 yılında icat edildi, ancak ayarlama 1897 yılında Lodge tarafından açılmıştı izin verilen bir radyo sistemi için ilk patenti Guglielmo Marconi .
Uygulamalar
Değişken ayarlı devre
Bu devrelerin çok sık kullanımı analog radyoların ayar devrelerinde olduğunu. Ayarlanabilir ayarlama genel olarak bir paralel plaka ile elde edilir değişken kondansatör değeri sağlar C farklı frekanslarda istasyonlara değiştirildi ve ayarlamak için. İçin IF aşamasında ayarlama fabrikada önceden Telsizdeki, daha normal bir çözüm ayarlamak için indüktör olarak ayarlanabilir bir çekirdek L . Bu tasarımda, (yüksek yapılmış çekirdek geçirgenliği daha da vidalanmış ya da gerektiğinde sarma indüktör dışında başka vidalanabilir ve böylece artan endüktans etkiye sahip madde) yivli olmasıdır.
Filtreler
Filtreleme uygulamasında, direnç filtresi içine çalışmaktadır yük olur. Sönümleme faktörü değeri, filtre istenen bant genişliğine bağlı olarak seçilir. Daha geniş bir bant genişliği için, sönümleme faktörü daha büyük bir değeri (ya da tam tersi) gereklidir. Üç bileşenden tasarımcıya üç serbestlik derecesine verir. Bunlardan ikisi bant genişliği ve rezonans frekansı ayarlamak için gereklidir. Tasarımcı, yine ölçeklemek için kullanılabilecek bir bırakılır R , L ve C uygun pratik değerlere. Seçenek olarak ise, R, serbestlik son derece kullanır dış devre tarafından önceden belirlenmiş olabilir.
Alçak geçiş filtresi
Bir RLC devresi düşük geçişli bir filtre olarak kullanılabilmektedir. bir devre konfigürasyonu, Şekil 6'da köşe frekansı gösterilmiştir, 3 dB noktasının frekans ile verilir, yani
Bu aynı zamanda filtrenin bant genişliği. süspansiyon faktörü ile verilir
Yüksek geçiren filtre
Yüksek geçişli filtre köşe frekansında 7. Şekilde gösterilmiştir düşük geçişli bir filtre olarak aynıdır:
filtresi bu genişlikte bir durdurma bandı vardır.
Bant geçiş filtresi
Bir bant-geçiş filtresi yük direnci ile ya da başka bir yük direnci ile paralel olarak paralel bir LC devresini yerleştirerek seri bir seri LC devresini yerleştirerek biri tarafından bir RLC devresi ile oluşturulabilmektedir. Bu düzenlemeler, sırasıyla Resim 8 ve 9'da gösterilmiştir. merkez frekansı ile verilir
ve seri devre için bant genişliği
devrenin şant versiyonu sabit bir akım kaynağı olan yüksek bir empedans kaynağı tarafından tahrik edilmesi amaçlanmıştır. bu koşullar altında bant genişliği olan
Bant-durdurma filtresi
Şekil 10, yük boyunca şönt bir seri LC devresi tarafından oluşturulan bir bant-durdurma filtresi göstermektedir. Şekil 11, yüke seri paralel bir LC devresi tarafından oluşturulan bir bant-durdurma filtresi. Bu rezonansta düşük empedans olduğunda mevcut rezonatörün yönlendirilir, böylece, ilk durumda, bir yüksek empedans kaynağı gerektirir. Bu rezonansta yüksek empedans haline voltaj antiresonator boyunca bırakılır, böylece, ikinci durumda, düşük empedanslı kaynağı gerektirir.
Osilatörler
Osilatör devrelerinde uygulamaları için, mümkün olduğu kadar küçük (süspansiyon faktörü, eşdeğer ya da) genellikle, zayıflama yapılması arzu edilir. Uygulamada, bu amaç, devrenin direnci yapmak demektir R, bir seri devre için, fiziksel olarak mümkün olduğunca küçük, veya alternatif olarak artan bir R , bir paralel devre için mümkün olduğu kadar çok için. Her iki durumda da, RLC devresi bir yere çok yakın bir hale LC devresi . Bununla birlikte, çok düşük zayıflama devreleri (yüksek için Q -faktör) gibi bobin ve kapasitör dielektrik kayıpları gibi hususlar da olabilir.
Bir osilatör devresinde
Veya eşdeğer olarak
Sonuç olarak,
Gerilim çarpanı
rezonansta bir seri RLC devrede akım devresinin direnci ile sadece sınırlı
Eğer R, küçük, sadece endüktör sargısı direnç meydana ki, o zaman bu, mevcut büyük olacaktır. Bu indüktör üzerindeki bir gerilim düşecek
Eşit büyüklükte gerilim de indüktör için kapasitör karşısında ancak karşı-fazda görülecektir. Eğer R, yeterince küçük yapılabilir, bu gerilim giriş gerilimi birkaç kez olabilir. Gerilim oranı, aslında, Q, devrenin,
Benzer bir etki, paralel devre akımları ile görülmektedir. Devre dış kaynaktan için yüksek empedans görünür halde, paralel indüktör ve kapasitörün iç döngü içinde sirküle büyük akıntı vardır.
Darbe deşarj devresi
Bir overdamped seri RLC devresi bir darbe deşarj devresi olarak kullanılabilir. Genellikle bir dalga biçimini üretmek için kullanılabilecek bileşenlerin değerlerini bilmek yararlıdır. Bu biçimde tarif edilmektedir
Bu tür bir devre, bir enerji depolama kapasitörünün bir direnç, bazı devre indüktans ve bir anahtar şeklinde bir yük oluşabilir - tüm dizi. Başlangıç koşulları kapasitör geriliminin, az olduğunu olan V 0 , ve kısma elemanı içinde akan akım yoktur. İndüktans Eğer L bilinir, ardından kalan parametreler takip ederek verilmektedir - kapasitans:
(Toplam devresi ile yük) direnci:
ilk kapasitör terminal voltajı:
Durum için yeniden düzenleme R, - bilinen kapasite:
Bobinin (devresi yükün toplam):
ilk kapasitör terminal voltajı:
Ayrıca bakınız
Referanslar
Kaynakça
- Aganval Anant; Lang, Jeffrey H. (2005). Analog ve Dijital Elektronik Devreler Temelleri . Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-735-8 .
- Humar, JL (2002). Yapıların Dinamikleri . Taylor & Francis. ISBN 90-5809-245-3 .
- Irwin, J. David (2006). Temel Mühendislik Devre Analizi . Wiley. ISBN 7-302-13021-3 .
- Kaiser Kenneth L. (2004). Elektromanyetik Uyumluluk El Kitabı . CRC Press. ISBN 0-8493-2087-9 .
- Nilsson, James William; Riedel, Susan A. (2008). Elektrik Devreleri . Prentice Hall. ISBN 0-13-198925-1 .