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[求助] LC滤波电路设计的转折频率问题

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纯净的硅(初级)

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发表于 2019-4-27 21:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
10芯币
本帖最后由 shaorc 于 2019-4-27 21:41 编辑

【不懂就问】设计对于模拟音频输出信号的LC滤波电路
参考IR设计资料
图1中,对于2阶的滤波电路(2nd order LPF)
结合图2,转折频率fc是通过看什么图表得到的?就像图2中红色箭头所指的图表

1.jpg   图1
2.jpg   图2





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maychang

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发表于 2019-4-28 08:15 | 显示全部楼层
这是波特图的一部分,仅仅是幅频曲线。该曲线是计算出来的。 电路 邱关源 第5版.pdf (19.62 MB, 下载次数: 27)

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分享的书相关章节看到了 如果按照首贴的图1公式 来计算二阶LC电路的参数 那么转折频率说是关键 岂不是要做自己计算出转折频率?  详情 回复 发表于 2019-4-28 09:02


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-4-28 09:02 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-28 08:15
这是波特图的一部分,仅仅是幅频曲线。该曲线是计算出来的。
第11章。
图11-7正是你贴出来那两条曲线。

分享的书相关章节看到了
如果按照首贴的图1公式
来计算二阶LC电路的参数
那么转折频率说是关键
岂不是要做自己计算出转折频率?

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已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。  详情 回复 发表于 2019-4-28 10:12


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maychang

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发表于 2019-4-28 10:12 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 09:02
分享的书相关章节看到了
如果按照首贴的图1公式
来计算二阶LC电路的参数
那么转折频率说是关键
岂不 ...

已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。

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“已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。[/backcolor]” 我现在是要计算LC各自的大小 然后不明确转折频率的计算 参考了TI的资料 有一个疑问,在图1中给出了转折频率(即截  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:26


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纯净的硅(中级)

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发表于 2019-4-28 10:22 | 显示全部楼层
有TI制作的一个excel计算表工具,用起来会比较方便。


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纯净的硅(中级)

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发表于 2019-4-28 11:09 | 显示全部楼层
L-C CAL.png

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谢谢 这个软件可以发个链接吗?  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:12


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 楼主| 发表于 2019-4-28 11:12 | 显示全部楼层

谢谢 这个软件可以发个链接吗?

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以下信息来自网络随意摘抄,如有错漏概不负责,新手请注意避免被误导,老手不喜勿喷,指出问题即可。  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:48


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-4-28 11:26 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-28 10:12
已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。

已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。

我现在是要计算LC各自的大小
然后不明确转折频率的计算
参考了TI的资料

有一个疑问,在图1中给出了转折频率(即截止频率)有计算公式(红色箭头所指)
而在图2的举例计算中,红色箭头所指的40kHz的带宽(明显写的是Bandwidth,为带宽)
怎么直接成为截止频率fo直接使用了?这里不理解,fo到底指的什么,是需要的带宽范围,还是截止频率
还有就是,您说知道了转折频率就知道LC的乘积,但是满足乘积的组合也很多,如何选取?
1.png   图1


2.png   图2

LC滤波设计.pdf

1.52 MB, 下载次数: 6

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“知道了转折频率就知道LC的乘积,但是满足乘积的组合也很多,如何选取?” 考虑体积、重量、成本等等。  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:53
“这里不理解,fo到底指的什么,是需要的带宽范围,还是截止频率” 对一阶低通滤波,fo和转折频率是一回事。 对LC滤波(二阶),二者略有差异。  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:51
对于低通滤波器来说,截止频率就等于带宽了吧。我觉得一般是先确定电感值L,因为这个限制比较多,比如纹波电流的大小,尺寸、标称电流等,然后再决定C的大小。  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:39


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纯净的硅(中级)

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发表于 2019-4-28 11:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 topwon 于 2019-4-28 11:41 编辑
shaorc 发表于 2019-4-28 11:26
“已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。”

我现在是 ...

对于低通滤波器来说,截止频率就等于带宽了吧(或者准确地表达,带宽由截止频率决定)。我觉得一般是先确定电感值L,因为这个限制比较多,比如纹波电流的大小,尺寸、标称电流等,然后再决定C的大小。


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纯净的硅(中级)

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发表于 2019-4-28 11:48 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 11:12
谢谢 这个软件可以发个链接吗?

以下信息来自网络随意摘抄,如有错漏概不负责,新手请注意避免被误导,老手不喜勿喷,指出问题即可。 TI Class-D LC Filter Designer.xlsx (456.59 KB, 下载次数: 7)

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谢谢 看看如何使用  详情 回复 发表于 2019-4-28 12:00


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maychang

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发表于 2019-4-28 11:51 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 11:26
“已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。”

我现在是 ...

“这里不理解,fo到底指的什么,是需要的带宽范围,还是截止频率”

对一阶低通滤波,fo和转折频率是一回事。
对LC滤波(二阶),二者略有差异。

点评

您的意思是 对于一阶低通滤波来说 本来就是要求某个频率(转折频率或者截止频率fo)以下的频率段可以通过 加上这个低频段的起始频率很接近于0(虽然起始频率可能是100-200Hz) 所以对于一阶LC来说,频带宽度值  详情 回复 发表于 2019-4-28 11:57


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maychang

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发表于 2019-4-28 11:53 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 11:26
“已知L、C、R参数,可以计算转折频率。已知转折频率,可以计算L、C的乘积。”

我现在是 ...

“知道了转折频率就知道LC的乘积,但是满足乘积的组合也很多,如何选取?”

考虑体积、重量、成本等等。


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 楼主| 发表于 2019-4-28 11:57 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-28 11:51
“这里不理解,fo到底指的什么,是需要的带宽范围,还是截止频率”

对一阶低通滤波,fo和转折频率是一 ...

您的意思是
对于一阶低通滤波来说
本来就是要求某个频率(转折频率或者截止频率fo)以下的频率段可以通过
加上这个低频段的起始频率很接近于0(虽然起始频率可能是100-200Hz)
所以对于一阶LC来说,频带宽度值 就 等于(近似等于)截止频率fo
可以这么理解吗?

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6楼topwon发的那些曲线,显然红色、蓝色和黑色曲线下降3dB的频率各不相同,但转折频率相同。  详情 回复 发表于 2019-4-28 13:13
不是这个意思。 低通带宽本来定义是下降3dB那点的频率,对RC这样的一阶电路来说,就是转折频率。 但LC滤波这样的二阶电路,即使是没有上升的曲线(首帖图中绿色曲线),在转折频率处也要下降6dB,所以3dB点频率比转  详情 回复 发表于 2019-4-28 13:10


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-4-28 12:00 | 显示全部楼层
topwon 发表于 2019-4-28 11:48
以下信息来自网络随意摘抄,如有错漏概不负责,新手请注意避免被误导,老手不喜勿喷,指出问题即可。

谢谢 看看如何使用


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maychang

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发表于 2019-4-28 13:10 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 11:57
您的意思是
对于一阶低通滤波来说
本来就是要求某个频率(转折频率或者截止频率fo)以下的频率段可以通 ...

不是这个意思。
低通带宽本来定义是下降3dB那点的频率,对RC这样的一阶电路来说,就是转折频率。
但LC滤波这样的二阶电路,即使是没有上升的曲线(首帖图中绿色曲线),在转折频率处也要下降6dB,所以3dB点频率比转折频率要低。如果是首帖红色曲线,则下降3dB点比转折频率要高。

点评

maychang老师 二阶LC滤波电路的截止频率问题,这两天我一直在看在琢磨 有点自己的认知 不知道对不对 对于一阶RC电路来说,按照公式 f=1/2*pi*R*C算出的频率就是截止频率(即增益下降3dB对应的频率点) 但是对  详情 回复 发表于 2019-4-30 15:25
按照我的理解,公式中的f0实际是滤波器的中心频率参数,与L和C的值有关。而fc对应的是-3dB的截止频率(和转折频率是一回事?)。当Q=0.707时,fc=f0;当Qf0。所以图中的各个颜色线(不同的负载电阻,导致不同的Q值)  详情 回复 发表于 2019-4-28 16:48
这信息量一下有点大 我先想知道我的LC滤波电路(二阶滤波)的转折频率怎么计算 现在知道我的负载大小(最小2欧姆,就按照2欧姆计算也可),同时知道我的带宽为100Hz-8kHz 这样如何计算出我的转折频率fo? 您分享  详情 回复 发表于 2019-4-28 13:39


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maychang

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发表于 2019-4-28 13:13 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 11:57
您的意思是
对于一阶低通滤波来说
本来就是要求某个频率(转折频率或者截止频率fo)以下的频率段可以通 ...

6楼topwon发的那些曲线,显然红色、蓝色和黑色曲线下降3dB的频率各不相同,但转折频率相同。

点评

6楼topwon发的那些曲线,显然红色、蓝色和黑色曲线下降3dB的频率各不相同,但转折频率相同[/backcolor] maychang老师 ,这句话我做成图(1)来问下您 [attachimg]412098[/attachimg] 图(1) 图中不同颜色的频  详情 回复 发表于 2019-5-5 14:41


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-4-28 13:39 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-28 13:10
不是这个意思。
低通带宽本来定义是下降3dB那点的频率,对RC这样的一阶电路来说,就是转折频率。
但LC ...

这信息量一下有点大
我先想知道我的LC滤波电路(二阶滤波)的转折频率怎么计算
现在知道我的负载大小(最小2欧姆,就按照2欧姆计算也可),同时知道我的带宽为100Hz-8kHz
这样如何计算出我的转折频率fo?
您分享的那本第五版电路书 我一下子也不知道如何算起

点评

先前我就说过:你的情况,使用D类放大器并不合适,chunyang也是这么说。 如果使用线性推挽放大芯片,这些不必要的麻烦就统统没有了。 而且你的带宽要求并不高,通带上限8kHz,相当容易做好。  详情 回复 发表于 2019-4-28 14:36
“现在知道我的负载大小(最小2欧姆,就按照2欧姆计算也可),同时知道我的带宽为100Hz-8kHz”,这是你要求的通频带。实际上,这个LC滤波电路滤除的是D类功率放大器的PWM频率(应该可以在手册上查到),所以只要选择LC  详情 回复 发表于 2019-4-28 14:32


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发表于 2019-4-28 14:32 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 13:39
这信息量一下有点大
我先想知道我的LC滤波电路(二阶滤波)的转折频率怎么计算
现在知道我的负载大小( ...

“现在知道我的负载大小(最小2欧姆,就按照2欧姆计算也可),同时知道我的带宽为100Hz-8kHz”,这是你要求的通频带。实际上,这个LC滤波电路滤除的是D类功率放大器的PWM频率(应该可以在手册上查到),所以只要选择LC滤波电路带宽大于8kHz即可。
但是,你的扩音设备是用在列车上,从放大器到扬声器的距离比较远,传输线上的分布电感恐怕不止22uH。这样,LC滤波并联的电阻就不止是2欧纯电阻,而是电感-电阻混合阻抗。你还要使用音频变压器,变压器总有漏感,也有电阻,这些个因素不能不考虑。

点评

看了后面的帖子,知道你的需求了。你这个滤波器的截止频率应该就是8kHz. 这个频率可以用LC滤波器,不过可能用有源滤波器更合适。这个频率的LC滤波器恐怕体积较大。  详情 回复 发表于 2019-4-28 19:47


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maychang

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发表于 2019-4-28 14:36 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-4-28 13:39
这信息量一下有点大
我先想知道我的LC滤波电路(二阶滤波)的转折频率怎么计算
现在知道我的负载大小( ...

先前我就说过:你的情况,使用D类放大器并不合适,chunyang也是这么说。
如果使用线性推挽放大芯片,这些不必要的麻烦就统统没有了。
而且你的带宽要求并不高,通带上限8kHz,相当容易做好。

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很谢谢两位老师的指导 按照线性功放的设计我也会尝试的 只是现在只能用定压的D类功放  详情 回复 发表于 2019-4-28 15:24


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-4-28 15:24 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-4-28 14:36
先前我就说过:你的情况,使用D类放大器并不合适,chunyang也是这么说。
如果使用线性推挽放大芯片,这 ...

很谢谢两位老师的指导
按照线性功放的设计我也会尝试的
只是现在只能用定压的D类功放


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