Wie können wir beim Entwerfen eines RLC-Bandpassfilters zweiter Ordnung wählen, ob wir die serielle Form oder die parallele Form verwenden?

RLC-Filter zweiter Ordnung können in serieller und paralleler Form realisiert werden.

Angenommen, wir benötigen einen hohen Q-Faktor. Wenn wir eine Reihenform wählen, muss die Induktivität einen größeren Wert haben als der Kondensator und der Widerstand.

Umgekehrt, wenn wir eine parallele Form wählen, benötigen wir, dass die Induktivität einen viel niedrigeren Wert hat als der Kondensator und der Widerstand.

Wie können wir also in der realen Anwendung entscheiden, welches Formular verwendet werden soll?

Danke.

Was ist die Passbandfrequenz?
Wenn Sie von einer ohmschen Quelle in eine ohmsche Last treiben, würden diese Impedanzen das Q einer Reihenschaltung dominieren: Es kann unmöglich sein, ein hohes Q zu erreichen. Eine Parallelschaltung wird oft von einem Abgriff an der Induktivität getrieben, wodurch die resonante cct ermöglicht wird selbst hoch Q : Schauen Sie sich die ZF-Filter von AM-Radios aus den Röhrentagen an.

Antworten (2)

Man möchte eine möglichst kleine Resonanzinduktivität wählen, da das zur Erzielung einer hohen Induktivität benötigte Eisen oder Ferrit oft unerwünschte Eigenschaften hat. Eine große Induktivität kann auch viele Wicklungen aus Kupferdraht erfordern.
Ein Resonator ist manchmal mechanisch, wie ein piezoelektrischer Kristall oder ein Keramikresonator. In diesen Fällen ist die Induktivität oft ziemlich hoch, kann aber vom Konstrukteur nicht einfach gewählt werden.

Sowohl der Quellenwiderstand als auch der Lastwiderstand müssen berücksichtigt werden, einer oder beide liegen normalerweise außerhalb der Kontrolle des Konstrukteurs. Wenn beide niedrig sind, ergibt der Serien-RLC-Resonator einen High-Q-Resonator mit der geringsten Induktivität:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn sowohl der Quell- als auch der Lastwiderstand hoch sind, ergibt der parallele RLC-Resonator einen High-Q-Resonator mit der geringsten Induktivität (unten). Sowohl diese seriellen als auch diese parallelen Beispielschaltungen haben ein ähnliches "geladenes" Q.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung
Bei einem Kristallresonator ist die äquivalente induktive Reaktanz oft sehr, sehr hoch. Für vernünftige Quell- und Lastwiderstände in elektronischen Schaltungen ist die Reihenform sinnvoller als die Parallelform:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Es geht um die Impedanz bei der Resonanzfrequenz. Wenn ich Ihre Terminologie richtig verstanden habe, bietet die Serienversion einen Kurzschluss gegen Masse (oder was auch immer) und damit eine niedrige Impedanz an der Antriebsquelle. Die parallele Version bietet eine hohe Impedanz bei Resonanz und eine niedrige Impedanz bei niedrigen und hohen Frequenzen.

Danke für Ihre Antwort. Wenn also der Filter am Ausgang geschaltet wird und es notwendig ist, einen konstanten Ausgangsstrom zu liefern, dann muss die Impedanz des Filters hoch sein. Es sollte also eine parallele Form verwendet werden. Wenn es andererseits erforderlich ist, eine konstante Spannung an die nächste Stufe zu liefern, dann sollte das Ausgangs-RLC-Filter eine niedrige Impedanz haben. In diesem Fall sollte ein Serienformular verwendet werden. Ist mein Verständnis richtig? Danke.
Eine Konstantstromsituation gilt nicht wirklich für eine Wechselspannung, und das Filter ist nur für Wechselspannungen wirksam. Für Ihre Situation würde ich den Filter mit dem DC-Pfad durch den Eingangs-Ausgangspfad auswählen. Mit anderen Worten, achten Sie darauf, wie der Strom durch die Induktivität fließt und wie er nicht durch den Kondensator und/oder die Kristalle fließt.