Confusión del filtro de paso de banda de segundo orden

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Si derivo la ecuación para un filtro de paso de banda (en este caso, amortiguado críticamente) a partir de la función de transferencia RLC, obtengo un resultado diferente al que obtendría al combinar las funciones de transferencia de un filtro de paso alto y de paso bajo. / p>

$$ H (s) = \ frac {\ frac {R} {L} s} {s ^ 2 + \ frac {R} {L} s + \ frac {1} {LC}} = \ frac { 2 \ alpha s} {s ^ 2 + 2 \ alpha s + \ omega_0 ^ 2} = \ frac {2 \ omega_c s} {s ^ 2 + 2 \ omega_c s + \ omega_c ^ 2} $$

Versus:

$$ H (s) = \ left (\ frac {s} {s + \ omega_c} \ right) \ left (\ frac {\ omega_c} {s + \ omega_c} \ right) = \ frac {\ omega_c s } {(s + \ omega_c) ^ 2} = \ frac {\ omega_c s} {s ^ 2 + 2 \ omega_c s + \ omega_c ^ 2} $$

Como puede ver, las dos fórmulas difieren por un factor de dos. ¿Cuál es correcto / por qué no están de acuerdo?

    
pregunta Tustique

1 respuesta

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La primera fórmula que ha derivado es para este circuito: -

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

H (s) = \ $ \ dfrac {s \ dfrac {R} {L}} {s ^ 2 + s \ dfrac {R} {L} + \ dfrac {1} {LC}} \ $

Entonces cometió un error al suponer que esta fórmula "se convierte en" un TF que no tiene zeta (relación de amortiguación). Debería haber utilizado la fórmula estándar de un filtro de paso de banda para reconocer que el TF tiene términos para \ $ \ omega \ $ y \ $ \ zeta \ $ (zeta): -

H (s) = \ $ \ dfrac {s2 \ zeta \ omega_c} {s ^ 2 + s2 \ zeta \ omega_c + \ omega_c ^ 2} \ $

No puede equiparar este circuito a uno que tenga los dos TF en cascada mencionados en la segunda parte de su pregunta.

Para empezar, multiplicar dos filtros de un solo orden juntos (como usted lo ha hecho) no tiene en cuenta la interacción entre la impedancia del inductor y la impedancia del capacitor: su segundo método hace la suposición de que hay un buffer de voltaje entre los dos Filtros de primer orden y esto simplemente no está presente en la serie RLC filtro de paso de banda.

Otra diferencia importante en el segundo escenario es que solo puede producir un circuito con amortiguamiento crítico: el término medio en el denominador (\ $ 2 \ omega_c s \ $) no tiene ningún término zeta.

Los dos escenarios son diferentes.

    
respondido por el Andy aka

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