Свежие обсуждения
Консультации

Резонансная частота индуктивности и потеря ее функции как индуктивности

1 2

Правда ли это, что если я глушу пассивным LC фильтром, наводки в линии частотой 1 ГГц и выше, а взял индуктивность с резонансной частотой 80 МГц (по даташиту), то нифига этот фильтр работать не будет в принципе, т.к. на частотах много выше искомой индуктивность аннигилируется паразитной емкостью. И эту деталь в пору выкинуть из схемы за бессымленностью?

 

Вот ведь чувствуется, что человек никогда не изучал теорию длинных линий.
То, что есть истина в одной точке линии - ложь в другой.
Аннигиляция - замучаетесь очки менять. Вся масса вещества в гамма кванты ...

 

длина пусть будет 1 метр, если так спокойнее

я к чему говорю, тут скорее дело не в распределенных параметрах "линии", не стоит цепляться за это слово, пусть речь идет о коротком отрезке проводника, подверженного внешним наводкам данной частоты

 

ZZZAMK: не стоит цепляться за это слово,
Именно никто и не пытается цепляться за слово. Короткий отрезок волновода - длина много меньше длины волны.
Не очень правильно на СВЧ применять сосредоточенные реактивности (ёмкость/индуктивность). Совсем неправильно.
То,что Вы хотите сделать - проще конструктивными реактивностями фильтровать.
Токарь нужен хороший...

 

ZZZAMK: Правда ли это, что если я глушу пассивным LC фильтром, наводки в линии частотой 1 ГГц и выше, а взял индуктивность с резонансной частотой 80 МГц (по даташиту), то нифига этот фильтр работать не будет в принципе, т.к. на частотах много выше искомой индуктивность аннигилируется паразитной емкостью. И эту деталь в пору выкинуть из схемы за бессымленностью?

Из вас вопросы сыплятся, как из рога изобилия. Не знаешь, на что и отвечать.
То, что вы сказали выше - истинная правда. Так оно и есть.
******************************************
Если вам действительно надо подавить какую-то определенную, достаточно узкую спектральную составляющую, то подобрать нужный фильтр - задача наипримитивнейшая. Тут куча вариантов, от ФНЧ до режекторных и фильтров-пробок. Такие фильтры легко считаются и реализуются. На сосредоточенных или на распределенных элементах он будет - это лишь вопросы конструкции, связанные с рабочей частотой, о чем и говорит Петр. Правда 1ГГц, это не такая уж высокая частота. И сосредоточенные элементы вполне тут работают - весь вопрос в их геометрических размерах.
******************************************
Беда приходит тогда, когда давить надо помехи в широкой частотной полосе. Тут могут быть разные бяки. Допустим, сделали вы ФНЧ LC фильтр с достаточно низкой частотой среза - с большим запасом. Казалось бы, чем выше частота, тем больше подавление. Ан нет! До некоторой частоты он будет работать, как ему и полагается. Но выше начнутся "чудеса", вплоть до появления паразитных резонансов и усиления нежелательных спектральных компонентов вместо подавления. И происходит это именно из-за того, что начинают играть роль паразитные свойства элементов. Индуктивность превращается в параллельный колебательный контур из-за межвитковой емкости, а конденсатор - в последовательный из-за собственной индуктивности выводов.
******************************************
Что делать в этом случае? А все просто. Применяют многозвенный ФНЧ. Каждое звено расчитывают на определенный диапазон частот, с тем, чтобы паразитные параметры элементов не сказывались в диапазоне, на который настроено звено. Звенья соединяют последовательно. Причем более высокочастотные звенья располагают ближе к источнику. Количество звеньев зависит от требуемой широкополосности.
*****************************************
Вроде решили задачку? Решить то решили, но какими средствами?! Фильтр получился сложный и громоздкий. Что делать? Может еще какие-нибудь приемы существуют?
Вспомним про RC - фильтры. Они - самые лучшие по широкополосности, т. к. имеют в составе только одну реактивность - конденсатор. Но эти фильтры имеют очень серьезный недостаток. На R, при протекании через него постоянного тока, падает полезное напряжение. И чем лучше фильтр, тем больше падает. Вместе с подавлением помехи мы давим и полезное питающее напряжение.
****************************************
Тупик? Оказывается не совсем!
Давайте рассмотрим конструкцию какой-нибудь катушки. Одну и ту же индуктивность можно сделать с различным количеством витков, в зависимости от того, есть сердечник или нет. С точки зрения уменьшения паразитной емкости выгоднее уменьшать количество витков и применять сердечники с бОльшей проницаемостью. Но! материал сердечника не идеален. С ростом его проницаемости падает его рабочая частота, и индуктивность такой катушки вне диапазона работы сердечника тоже катастрофически падает. Казалось бы, что всё, приплыли! Нельзя применять катушки на высокой частоте с низкочастотными сердечниками. Индуктивность - никакая. Но оказывается, что с ростом частоты и падением индуктивности растут АКТИВНЫЕ (резистивные) потери! Активное сопротивление, включенное последовательно с катушкой в ее эквивалентной схеме, растет с ростом частоты именно из-за неидеальности сердечника! А вот тут то и вспоминаем про RC фильтры. Фактически такой фильтр и получается на высокой частоте. R - это эквивалентные потери катушки, вызванные материалом сердечника!
***************************************
Получили искомое! На постоянном токе - К.З (катушка имеет малое сопротивление на постоянном токе). На средней частоте - LC фильтр. На высокой частоте - RC фильтр. Малое количество витков - малая паразитная емкость.
Такие фильтры широко производятся и продаются. Называются EMC - фильтры.
***************************************
Все! На сегодня обзор закончен.

 

Спасибо! Вопрос отвечен в пух и прах! Осталось сложить в долговременную память

 

Погодите-погодите!

Zandy: Индуктивность превращается в параллельный колебательный контур из-за межвитковой емкости

Как я разумею, проводимость параллельного колебательного контура на частоте резонанса обращается в нуль, т.е. колебательный контур обладает бесконечно большим сопротивлением переменному току. Получается, что СЛЕДУЕТ применять для фильтрации индуктивность с частотой собственного резонанса, совпадающей с частотой, что нужно заглушить.

Получается, что при приближении к искомой частоте LC фильтр утрачивает свои свойства за счет потери индуктивной составляющей, но появляется параллельный резонансный фильтр.

Так какой логике следовать, для наилучшего результата? Брать индуктивность с заведомо высоким показателем собственной резонансной частоты и рассчитывать только на схемный LC, или взять индуктивность, попадающую в резонанс на искомой частоте. По идее тогда частично будет работать и схемный LC за счет остаточной индуктивности и в полную силу паразитно-резонансный!

 

ZZZAMK: Как я разумею, проводимость параллельного колебательного контура на частоте резонанса обращается в нуль
Наоборот. Сопротивление - 0.
Это у последовательного бесконечная ассимптота проводимости.

 

ZZZAMK: Спасибо! Вопрос отвечен в пух и прах! Осталось сложить в долговременную память
Лучше сначала применить на практике сказанное, к вашему устройству, а то потом из этой памяти и не достанешь ничего.

 

Тогда я ничего не понимаю! Из WikiPedia: "...Стоит также заметить, что сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности, а это делает его незаменимым фильтром..."