slami
1 ранг
- Регистрация
- 15 Янв 2021
- Сообщения
- 1,273
- Реакции
- 913
- Репутация
- 41
- Возраст
- 51
- Страна
- Россия
- Город
- Иркутская обл.
- Имя
- Вячеслав
Очередная лабораторная, тема "Влияние конденсаторов на работу фильтра"Напрашивается схема конкретной измерилки, на базе той же спектры, в виде RC или LC фильтра , рисующей ачх на экране с разными типами конденсаторов, во всем звуковом диапазоне. И если все так, как по выше приведенным расчетам, то мы увидим явное отличие в зависимости от типа конденсатора. По крайней мере, 1, 6 Ома и 6.6 Ома проявятся весьма по-разному, как фильтр 2-го порядка- в сравнении с первым с цобелем.
Схема простой RC-фильтр, где R - резистор МЛТ сопротивлением 10 Ом (близко к сопротивлению динамика), С - испытуемый конденсатор. Подаем на вход фильтра синусоидальный сигнал 1 В пик-пик частотой от 20 Гц до 20 кГц с шагом 1-2-5, на выходе измеряем падение амплитуды.
Испытуемые конденсаторы:
TRec SR 10 мкФ 25 В, электролитический полярный широкого применения (на малых амплитудах работает без проблем, несмотря на полярность)
К50-6 электролитический неполярный 20 мкФ 16 В
МБГО-2 на 30 мкФ 160 В
МБГО-2 на 10 мкФ 160 В
МБГЧ на 10 мкФ 250 В
МБГП-2 на 15 мкФ 160 В
К73-11 два конденсатора на 6,8 мкФ 160 В, соединенных параллельно
К71-4 пять конденсаторов 2,2 мкФ 160 В, соединенных параллельно
Перед испытанием испытал конденсаторы LCR-метром на частотах 0,1-1-10-100 кГц, значение Z - рассчитанное, о задержке будет сказано ниже
График распределения тангенса угла потерь от частоты, такой зигзаг у МБГП-2, думаю, из-за повышенной индуктивности конденсатора
График угла сдвига фазы ESR от Хс
График ESR от частоты, обратите внимание на практически неизменную величину ESR от частоты полистирольных К71-4 (полистирольные и слюдяные и вакуумные конденсаторы используются в эталонных мерах емкости, так как стабильны во времени, температуре, частоте и обладают малыми потерями и абсорбцией, в частности магазины емкости Р5025 0,1нФ - 100 мкФ выполнены на МПГО и ССГ конденсаторах)
График Z конденсатора (по расчетам)
Испытание
Таблица амплитуд сигнала на выходе фильтра
И график амплитуд
Так как у фильтров АС используется в графиках не вольты, а децибелы, то для удобства восприятия перевел затухание фильтра в децибелы
Вывод:
Собственно говоря ради чего все затевалось, ниже наглядный пример влияния ESR на работу фильтра. Ровный спад АЧХ при использовании МБГО-2 с низким ESR, и неспособность фильтра срезать ниже 14 дБ (в данном примере) при использовании электролитического конденсатора с ESR 2 Ома. Задержка сигнала, это на какое время выходной сигнал отстает от входного на частоте 20 кГц ( на высоких частотах на экране осциллографа заметна разность), у электролитов вышло меньше, думаю из-за того что они более сложные в эквиваленте и ESR вносит свои коррективы в углы сдвига.
P.S. В импульсных блоках питания величина пульсаций рассчитывается через ESR конденсатора фильтра, в то время как в обычных трансформаторных низкочастотных через емкость конденсатора фильтра