Загрузил fedorbabaitsev

фильтры на переключаемых конденсаторах

реклама
ФИЛЬТРЫ НА
ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ
КОНДЕНСАТОРАХ
Ваше Фио и группа
• Обозначения конденсаторов на эл. схемах:
Конденсаторы постоянной ёмкости обладают
фиксированным значением ёмкости, которое измеряется
в фарадах (F). Ёмкость конденсатора определяет его
способность накапливать электрическую энергию. Чем
больше ёмкость, тем больше энергии он может хранить.
• Конденсаторы электролитические полярные - это
особый тип конденсаторов, который имеет одну
проводящую пластину и одну пластину, покрытую слоем
оксида металла. Они являются полярными и должны
быть подключены к схеме с определенной полярностью
- правильно подключить положительный и
отрицательный выводы.
• Конденсаторы электролитического типа часто
используются для работы с постоянным и переменным
током, имеют большую ёмкость и широкий диапазон
рабочих напряжений, но они более объемные,
чувствительны к высоким температурам и имеют
ограниченный срок службы.
• Конденсатор электролитический неполярный - это
специальный тип конденсатора, который может быть
подключен в любом направлении в схеме, без учета
полярности. В отличие от электролитических
конденсаторов полярного типа, электролитические
неполярные конденсаторы имеют две проводящие
пластины, покрытые слоем оксида металла, которые
связаны с обоими выводами.
• Конденсатор переменной ёмкости, также известный
как переменный конденсатор, имеет возможность
изменять свою ёмкость в определенном диапазоне. Он
состоит из двух или более проводящих пластин,
разделенных диэлектриком, как и обычные
конденсаторы, но различается тем, что его ёмкость
может быть регулирована.
• Подстроечный конденсатор - это конденсатор с
переменной ёмкостью, используемый для точной
настройки или подстройки параметров схемы. Он часто
применяется в радиоэлектронике, чтобы точно
настроить на определенную частоту
Транзистор
Транзистор - это полупроводниковый
электронный компонент, который используется
для усиления или коммутации электрического
сигнала. Он состоит из трех слоев
полупроводникового материала, таких как
кремний или германий.
Основное предназначение транзистора - это
усиление электрического сигнала. Он может
усилить слабый сигнал до достаточного уровня
для приведения в действие устройств или
других компонентов. Транзистор также
используется в цифровых электронных схемах
для коммутации (включения или выключения)
электрических сигналов.
Резистор
Резистор - это пассивный электронный
компонент, предназначенный для
сопротивления потоку электрического тока.
Он обладает определенным электрическим
сопротивлением, которое измеряется в
омах (Ω), и уменьшает силу тока в
электрической цепи. Резисторы
используются для различных целей,
включая ограничение тока, установление
заданного уровня напряжения, управление
светодиодами и т.д.
Диод
■ 1. Защита от обратной полярности: диоды могут использоваться для защиты
электронных устройств от неправильного подключения источника питания.
■ 2. Индикация: некоторые типы диодов, такие как светодиоды (LED), используются
для создания света и индикации в различных электронных устройствах.
■ 3. Переключение: диоды могут быть использованы в электронных схемах для
переключения тока или сигналов.
■ 4. Детектирование: диоды могут использоваться в детекторах или схемах
демодуляции для преобразования аналоговых сигналов в цифровые данные.
Обозначается диод буквами: VD
 Стабилитрон - это полупроводниковый прибор, который используется для стабилизации напряжения в
электрической цепи. Он предназначен для защиты других компонентов от повышенного напряжения,
подавления импульсных перенапряжений и поддержания постоянного напряжения в определенном
диапазоне.
 Диод Шотки (Шоттки) - это полупроводниковый диод, который отличается от обычного p-n переходного
диода тем, что он имеет металлический контакт вместо полупроводникового p-n перехода. Диод
Шотки обладает низким падением напряжения и быстрым временем реакции, что делает его
идеальным для применений с высокими частотами, низкими токами и требующих быстрого
коммутации.
 Фотодиод - преобразование световой энергии в электрический сигнал. Фотодиоды широко
используются в фотоэлектрических приборах, таких как фотоаппараты, солнечные батареи,
оптические счетчики и сенсоры.
 Светодиод - преобразование электрической энергии в видимый свет. Светодиоды используются для
освещения, сигнализации, дисплеев, индикации состояния и других целей. Они имеют большую
энергоэффективность и долговечность по сравнению с обычными электрическими лампами.
 Катушка индуктивности - это электронный компонент, состоящий из провода или другого материала,
обмотанного в виде спирали или катушки. Она используется для создания магнитного поля при
прохождении электрического тока и обладает свойствами индуктивности, то есть способностью
накапливать энергию в виде магнитного поля.
Катушка
индуктивности
Катушка индуктивности - это
электронный компонент, состоящий из
провода или другого материала,
обмотанного в виде спирали или
катушки. Она используется для создания
магнитного поля при прохождении
электрического тока и обладает
свойствами индуктивности, то есть
способностью накапливать энергию в
виде магнитного поля
 Фильтрация: они могут пропускать низкочастотные сигналы, а
блокировать высокочастотные шумы или помехи.
 Усиление: катушки индуктивности могут использоваться в
усилительных цепях для усиления сигналов.
 Сглаживание: они могут сглаживать резкие изменения тока в
электрической цепи, что способствует стабильности работы
устройства.
 Хранение энергии: они могут накапливать энергию в магнитном
поле и выдавать ее при необходимости.
Здесь частота среза зависит от двух физических величин —
емкости конденсатора и сопротивления резистора.
Допустим, необходимо время от времени изменять
параметры фильтра. Нет проблем, — ответите вы, — ставим
переменный резистор, и задача решена. Однако
согласитесь, изменить сопротивление микрометрового
резистора на кристалле не так уж и просто, не говоря о
конденсаторе. Особенно, если это необходимо сделать с
помощью микроконтроллера. Не единственным, но
лучшим решением данной проблемы является замена
резистора конденсатором и двумя ключами. На первый
взгляд не понятно. Но, как и всегда в подобных случаях, на
помощь приходит математика. Чтобы понять, как работает
эта схема, рассмотрите рис. 2, на котором показан
конденсатор, соединенный двумя ключами с двумя
источниками напряжения V2 и V1.
Если ключи S1 и S2 замыкаются в противофазе, то заряд,
передаваемый от V2 к V1, выражается формулой:
Если процесс переключения повторяется N раз во
времени t, то количество заряда, передаваемое в единицу
времени, будет равно:
Слева мы видим отношение заряда к единице времени,
что является определением тока i, а справа — количество
переключений, которое можно выразить частотой f.
Переписанное выражение будет иметь вид:
Переместив разность напряжений (падение напряжений)
в левую часть уравнения, получим:
что доказывает, что данная схема является аналогом
резистора. Величина сопротивления обратно
пропорциональна частоте переключения. Схема такого
решения интегрального фильтра приведена на рис. 3.
Вместо ключей применены МОП-транзисторы,
работающие в противофазе. Здесь важно отметить, что
противофазные сигналы не должны перекрываться по
времени, потому что в случае, если оба ключа замкнуты
одновременно, схема теряет работоспособность.
Скачать