Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 4893470220568296.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
" title="Написать письмо">Написать письмо

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1236
Просмотры материалов : 4480200
 
Попытка создать ФВЧ (18.07.2019). Печать E-mail
2019 - Июль
18.07.2019 21:31
Save & Share
Стартующий и останавливающийся лифт создавал импульсную помеху, отражающуюся в виде бабаха в колонки. При создании ФВЧ выяснилось, что создание ФНЧ намного проще (как и диагностика в процессе создания). Свойства ФВЧ были получены на практике - однако для колонок он не подошел.

У колонок присутствует внешний трансформатор 220В->13В, работа велась в итоге с 13В AC. Диванный электроник и здесь приложил свою руку, вначале посоветовав просто напаять побольше конденсаторов после выпрямителя или напаять много конденсаторов на провода с переменкой. Однако теория оказалась жестче:
- выпрямляющий конденсатор после диодного моста гасит амплитуду сигнала частотой 100Гц. При этом, после идеального гашения, имеется прямая линия как сигнал с частотой 0Гц. Значит, выпрямляющий конденсатор выступает именно в роли ФНЧ со стремлением к резонансной частоте 0Гц, полосе пропускания 0Гц, частоте среза 0Гц. Однако эффективность гашения помех просто конденсатором невелика. Нужно, как минимум, создавать RC-фильтр, но он неэффективен на низкоомной нагрузке - тупик;
- конденсатор на переменку 13В AC не имеет смысла из-за необходимости большой емкости и неполярности. Неполярные конденсаторы К77-1 (СССР) имеют размеры ~25x50 при емкости всего лишь 22мкФ/63В. Конденсатор на переменку работает именно как ФВЧ со стремлением к бесконечной частоте среза - убивая любой постоянный сигнал и пропуская переменный. Но помеха от лифта не есть постоянный сигнал, а всего лишь всплеск. То есть, имеем ФВЧ, как минимум, не с необходимыми параметрами;
- с учетом частоты помехи от лифта, приближающейся к бесконечности (если ее продифференцировать на участки), создание ФВЧ - вообще не имеет смысла.

Трансформатор был проверен на исправность. При холостом ходу имеется усредненное напряжение 13.6В с пиком 19.9В. При нагрузке 5Ом напряжение проседает до 12.7В с пиком 17.8В при заявленных 13В. При этом ток 2.46А практически в корень из 2 меньше теоретического выпрямленного - расчетно все сошлось. Погрешность 0.3В вписывается в допуск по ПУЭ ±10%.





Дальше начались другие перлы. Была попытка сделать ФВЧ, т.к. сначала было ошибочное суждение о частоте однократного всплеска 0Гц, а не бесконечности (или хотя бы килогерц). Действительно, если бы всплеск имел частоту близкую к 0Гц, он бы еле выделялся на фоне постоянного сигнала, например, от адаптера питания 5В DC. Также существует такая штука как быстрые радиоволны (БРВ), характеризующиеся высокой амплитудой, малым периодом и однократностью возникновения - что косвенно подтверждает высокочастотную природу однократных всплесков.

Итоги возни с ФВЧ:
- онлайн-калькуляторы, рассчитывающие ФНЧ и ФВЧ, показывают разные расчетные значения при одних и тех же входных данных. Как и в случае с Г-образным RC ФНЧ, величины нужно подбирать именно при макетировании. Или перерыть советские учебники и выбрать из них, тем же макетированием, правильные формулы;
- при макетировании с Г-образным LC ФВЧ (200мкФ и 34мГн) амплитуда полезного сигнала на нагрузке упала более чем в 2 раза на холостом ходу, а сигнал сгладился и получился несколько рваным.



С нагрузкой же сигнал упал еще в 2 с лишним раза.



Мешает паразитное сопротивление индуктивности (2.2Ом), или форма сердечника (трансфлюксор), или неверный онлайн-расчет частоты среза на 50Гц (50Гц режется сильнее необходимого: один из калькуляторов показал 122Гц). В интернете есть мнение, что LC ФВЧ для низкоомной нагрузки неэффективен;
- при макетировании с Г-образным LC ФВЧ (200мкФ и 2.7мГн) амплитуда полезного сигнала на нагрузке и без нее упала более чем в 25 раз.



Мультиметр фиксирует крайне слабый ток в сотые доли ампера. ФВЧ оказался с высокой частотой среза (150-433Гц) - и начал срезать сигнал 50Гц многократно эффективнее, что полезный сигнал и убило. На рисунке видно, что ровный сигнал начал дробиться на высокочастотные составляющие. Участки сигнала с меньшей частотой и высокой амплитудой убились эффективнее, чем с большей частотой и низкой амплитудой, - поэтому синусоида превратилась в соединенные между собой сплюснутые полукруги. Происхождение всплесков - осталось неизвестным.

Предсказуемые итоги возни с Г-образным LC ФНЧ (34мГн и 200мкФ): паразитное сопротивление индуктивности 2.2Ом отняло от нагрузки 5Ом часть напряжения, будучи включенной последовательно. LC ФНЧ для низкоомной нагрузки неэффективен.

Уничтожение всплесков напряжения от лифта решилось топорным, грубым, тяжелым, громоздким и тупым способом. До основного трансформатора были установлены еще 2 одинаковых, соединенных зеркально с целью создания коэффициента 1:1. Была собрана заново та самая гальваническая развязка 2016 года. Помеха тупо гасилась инерционностью вторичных трансформаторных обмоток. Она осталась, но стала тихой. С учетом того, что мощность колонок не превышает 52Вт (пик синусоиды даст 73.5Вт), - трансформаторы греться не будут (согласно прошлым опытам с длительным использованием - заметный рукой нагрев начинался от 120Вт).

Если бы пришлось покупать силовые трансформаторы новые, даже с напряжением на 25-50В (установка после основного трансформатора), - вышло бы 3-4к рублей в чиподипе (ТТП-120, ТТП-150). Значит, в другом магазине решение бы вышло на 1.5-2к. На алиэкспрессе же силовые трансформаторы стоят дороже, чем в РФ (из-за веса, естественно).
Более дешевое решение - использовать вместо трансформатора и выпрямителя внешний источник постоянного напряжения на 19В (на алиэкспрессе стоит 550руб). Однако неизвестна помехозащищенность - может еще хуже стать. Стабилизатор напряжения серии LM может решить эту проблему.

Для изучения фильтров лучше использовать постоянный сигнал с помехами - и, только сильно набив руку, переходить на переменку. С фильтрацией синусоиды мозги сломать можно: опять сломя голову в пекло полез.
Обновлено ( 19.07.2019 21:09 )
 
 

Последние новости


©2008-2019. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).