Curs 13_14

1. Curs 13_14

2. Tipuri de filtre de tensiune Caracteristicile de frecvenţă ale celor 4 tipuri de filtre

3. Proiectarea filtrelor electrice: filtrul trece jos, filtrul trece sus Data de proiectare: valoarea pulsaţiei caracteristice o. 1. Se alege convenabil, valoarea componentei reactive (capacitatea C pentru filtru RC; inductanţa L pentru filtru RL). 2. Din expresia pulsaţiei caracteristice specifice filtrului proiectat, se calculează valoarea rezistenţei rezistorului. Valoarea obţinută trebuie să fie minim 1Ω. Dacă în urma calculelor se obţine pentru rezistenţă o valoare mai mică decît 1Ω, atunci se modifică valoarea componentei reactive şi se reface calculul lui R. 3. Din catalogul de componente se alege rezistorul, astfel încât, valoarea rezistenţei sale să fie cât mai aproape de valoarea calculată la punctul 2. Alegerea rezistorului se realizează pe baza tabelului valorilor normalizate pentru rezistenţe. 4. Cu datele obţinute, se verifică valoarea pulsaţiei caracteristice a filtrului proiectat.

4. Valorile rezistenţelor nominale RN ale rezistoarelor comerciale

5. Proiectarea filtrelor electrice: filtrul trece bandă, filtrul opreşte bandă Date de proiectare: a. valoarea pulsaţiei centrale o, b. valoarea benzii de frecvenţă a filtrului B, c. valoarea factorului de calitate Q. 1. Se alege convenabil, valoarea inductanţei bobinei L. 2. Din expresia pulsaţiei centrale se calculează valoarea capacităţii condensatorului C.. Se recomandă ca valoarea obţinută să fie minim de ordinul pF (picofarazi), maxim zeci de F (microfarazi). Dacă în urma calculelor, valoarea lui C nu satisface aceste recomandări, atunci se modifică valoarea lui L şi se reface calculul lui C. 3. Din catalogul de componente se alege condensatorul, astfel încât, valoarea capacităţii sale sale să fie cât mai aproape de valoarea calculată la punctul 2. Alegerea condensatorului se realizează pe baza tabelului valorilor normalizate pentru capacitatea condensatorului. 4. Din expresia factorului de calitate se calculează valoarea rezistenţei rezistorului R. Valoarea obţinută trebuie să fie minim 1Ω. Dacă în urma calculelor se obţine pentru rezistenţă o valoare mai mică decît 1Ω, atunci se modifică valoarea inductanţei L şi se refac toate calculele. 5. Din catalogul de componente se alege rezistorul, astfel încât, valoarea rezistenţei sale să fie cât mai aproape de valoarea calculată la punctul 4. Alegerea rezistorului se realizează pe baza tabelului valorilor normalizate pentru rezistenţa electrică. 6. Cu datele obţinute, se verifică valoarea datelor de proiectare ale filtrului proiectat.

6. L=3,3[mH] L=270[H] C=47[F] C=3,9[F] Exemplu de utilizare a filtrelor de tensiune • Redarea semnalului audio în boxe: este necesar un FTJ cu fo = 400 [Hz] iesire frecvente joase “başi” : f < 400 [Hz] R=8[Ω] semnalul audio: domeniul de frecvenţe 0kHz – 20kHz vI este necesar un FTB cu f1 = 400 [Hz] si f2 = 5 [kHz] iesire frecvente medii: f > 400 [Hz] si f < 5 kHz] R=8[Ω] iesire frecvente inalte: f > 5 [kHz] este necesar un FTS cu fo = 5 [kHz] R=8[Ω] Impedanta boxei audio

7. + E I _ Determinarea impedanţei echivalente Ze între 2 puncte A şi B ale unui circuit Ze Z1 Z3 A Z2 B O impedanţă echivalentă este identificată printr-o săgeată care indică punctele între care se calculează impedanţa şi sensul de calcul al acesteia.

8. Reguli pentru determinarea circuitului de calcul al impedanţelor echivalenteîntre 2 puncte oarecare ale unui circuit • Se secţionează circuitul între punctele de calcul ale impedanţei; • Se obţin 2 semicircuite din care se va elimina cel “opus” sensului de calcul al impedanţei (sensul de calcul al impedanţei = sensul săgeţii care marchează impedanţa echivalentă); • Dacăîn semicircuitul rămas se constată prezenţa unor generatoare independente, acestea se vor pasiviza. • Între bornele lăsate în “aer” ale semicircuitului rămas în urma aplicării etapei 2, se va introduce un generator de tensiune vT, care furnizeazăîn circuitul nou obţinut un curent iT. • Impedanţa se determinăpe circuitul echivalent, cu formula generală: • Ze=vT / iT

9. 4. Între bornele rămase în “aer” se va introduce un generator de tensiune VT, care furnizeazăîn circuitul nou obţinut un curent IT 3. Dacăîn semicircuitul rămas se constată prezenţa unor generatoare independente, acestea se vor pasiviza 2. Se obţin 2 semicircuite din care se va elimina cel “opus” sensului de calcul al impedanţei (sensul de calcul = sensul săgeţii) 1. Se secţionează circuitul între punctele de calcul ale impedanţei Ze=? IT A + Semicircuit 1 VT Semicircuit 2 - B Ze=VT/IT

10. + E I _ Pasivizarea surselor independente Pasivizarea surselor de tensiune: prin pasivizare, sursa de tensiune se înlocuieste cu un scurtcircuit între borne Pasivizarea surselor de curent: prin pasivizare, sursa de curent se înlocuieste cu un “gol” între borne A A B B pasivizarea sursei de tensiune pasivizarea sursei de curent

11. Z1 IT A + E I _ B + VT _ Obţinerea circuitului de calcul al impedanţei echivalente Ze. = VT / IT Ze Z3 Z2

12. Ze Z1 Z3 A + E I _ Z2 Ze B Circuitul de calcul al impedanţei Ze se poate echivala cu Ze. În acest mod calculele se simplifică şi se pot pune în evidenţă mai uşor anumite fenomene specifice transmiterii mărimilor electrice între circuite diferite.

13. Zi A + E _ B Impedanţa de intrare Zi a unui circuit. Z1 Z3 iesire intrare Z2 Z4 Este impedanţa calculată între bornele de intrare ale circuitului, spre circuit.

14. Zo A + E _ B Impedanţa de ieşire Zo a unui circuit. Z1 Z3 iesire intrare Z2 Z4 Este impedanţa calculată între bornele de ieşire ale circuitului, spre circuit.

15. Pulsaţia (frecvenţa) de rezonanţă a impedanţei echivalente. Pulsaţia de rezonanţă este pulsaţia la care partea imaginară a impedanţei echivalente se anulează. Condiţia de determinare a pulsaţiei de rezonanţă: Im(Ze)=0 În funcţie de configuraţia sa, la pulsaţia de rezonanţă, impedanţa echivalentă are valoare maximă sau minimă. Într-un circuit care funcţionează la pulsaţia de rezonanţă, puterea disipată este maximă