Función de red de un filtro de paso de banda

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He intentado derivar una función de red para un filtro de paso de banda. Utilizo la división de voltaje para obtener una relación para la salida de voltaje a través del inductor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

$$ H (\ omega) = \ frac {V_ {out}} {V_ {in}} = \ frac {Z_ {out}} {Z_ {tot}} \\ H (\ omega) = \ frac {\ frac {Z_L Z_C} {Z_C + Z_L}} {R + \ frac {Z_L Z_C} {Z_C + Z_L}} \\ $$ donde $$ \ frac {Z_L Z_C} {Z_C + Z_L} = \ frac {-j \ omega L} {\ omega ^ 2 LC -1} \\ $$ Todo dicho y hecho se supone que debo obtener algo de la forma $$ H (\ omega) = \ frac {k} {1 + jQ (\ frac {\ omega} {\ omega_o} - \ frac {\ omega_o} {\ omega})} $$ Donde yo se $$ \ omega_o = \ frac {1} {\ sqrt {LC}} $$ y donde pensé mis valores para k y Q deberían ser $$ k = \ frac {1} {R} \\ Q = \ frac {1} {R} \ sqrt {\ frac {C} {L}} \\ $$ Una vez que el polvo se asienta en mi derivación actual, obtengo $$ k = 1 \\ Q = R \ sqrt {\ frac {C} {L}} \\ $$

Ahora, tengo problemas para simular mi resultado, por lo que mi método de verificación habitual no funciona. Me encantaría saber cuáles de las anteriores (si las hay) son correctas y en qué me he equivocado. ¡Gracias!

    
pregunta ytgsyk4h

3 respuestas

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Primero, k = 1 de la inspección del circuito: La combinación paralela de L y C es un circuito abierto (impedancia infinita) en wo = 1 / sqrt (LC). A esta frecuencia, ninguna corriente fluirá a través de R y, por tanto, Vo = Vi.

Segundo, el factor Q es RCwo o, de manera equivalente, la segunda expresión que dio.

Si trabajas más en la expresión original, ciertamente la obtendrás.

    
respondido por el Petrus
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Con una red pasiva simple como esta, no es necesario escribir una sola línea de álgebra. Simplemente vaya e "inspeccione" el circuito dividiéndolo en varios bocetos pequeños. Este es un sistema de segundo orden, por lo que el denominador sigue la forma \ $ D (s) = 1 + sb_1 + s ^ 2b_2 \ $. Primero, comience con \ $ s = 0 \ $ abriendo las tapas y cortocircuitando los inductores. Usted ve que en este momento, la ganancia de CD \ $ H_0 = 0 \ $. Luego, reduce el voltaje de excitación \ $ V_ {in} \ $ a 0 V (sustitúyalo por un cortocircuito) y determina las constantes de tiempo que involucran el capacitor y el inductor, como se muestra en la siguiente imagen. Una vez que tenga las constantes de tiempo, las ensamblará de acuerdo con:

\ $ D (s) = 1 + s (\ tau_1 + \ tau_2) + s ^ 2 (\ tau_2 \ tau_ {21}) \ $

Para los ceros, hace uso de la función de transferencia generalizada para el numerador, lo que implica establecer alternativamente los elementos de almacenamiento de energía en su estado de alta frecuencia (cortocircuito para la tapa, circuito abierto para el inductor) mientras "mira" a la resistencia ofrecida por el otro elemento en esta configuración. Una vez hecho esto, vea lo simples que son los dibujos: ¡tiene su función de transferencia completa determinada en menos de 1 minuto con algún hábito!

ElarchivodeMathcadquemuestralaformabienfactorizadadebajaentropíasepresentaacontinuación:

LosFACTssonverdaderamenteunaexcelentemaneradederivarlasfuncionesdetransferenciadeunamanerarápidayeficiente.Muyamenudo,enparticularconloscircuitospasivos,lasexpresionespolinomialessepuedenformarporinspecciónsinescribirunasolalíneadeálgebra:simplementedibujepequeñosbocetosydeterminelostérminos\$a_i\$y\$b_i\$para\$N\$o\$D\$individualmente.Realmenteanimoalosestudianteseingenierosadesenterrarestatécnicaydominarlahabilidadporqueesdeunaayudainestimablesinecesitaresolvercircuitoscomplicadosrápidamenteydeseaobtenerunabuenaformacanónica,tambiénllamadabajaentropíaformulariodelDr.Middlebrook.

SideseasabermássobreFACTs,echeunvistazoalseminarioqueseimparteenAPEC2016

enlace

pero también las numerosas funciones de transferencia derivadas del libro

enlace

    
respondido por el Verbal Kint
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usuario3738697 - Recomiendo usar otra forma "normal" para una función de paso de banda de segundo orden con un denominador D (jw) que consiste en un polinominal de segundo orden:

D (jw) = [wo² + jw * wo / Q + (jw) ²]

Para tu circuito podemos encontrar

H (jw) = (jw / RC) / [1 / LC + jw / RC + (jw) ²] .

Después de comparar ambos denominadores, puedes encontrar las expresiones para wo y Q.

    
respondido por el LvW

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