ال الفلتر هو نوع واحد من الأجهزة الإلكترونية تستخدم بشكل رئيسي لأداء معالجة الإشارات. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا المرشح في السماح لمكونات التيار المتردد وكتل مكونات التيار المستمر للحمل. سيكون خرج دائرة المرشح عبارة عن جهد ثابت للتيار المستمر. يمكن إنشاء دائرة ترشيح باستخدام المكونات الإلكترونية الأساسية مثل المقاومات والمحاثات والمكثفات. هناك مختلف أنواع الفلاتر متاح وهي LPF ( مرشح تمرير منخفض ) ، BPF (مرشح ممر النطاق) ، HPF ( مرشح دقيق ) ، مرشح مكثف ، إلخ. الوظيفة الرئيسية للمكثف ، بالإضافة إلى مغو في هذه الدائرة ، هو ، مكثف يسمح للتيار المتردد ويمنع التيار المتردد ، في حين أن المحرض يسمح فقط لمكونات التيار المستمر بتزويد التيار المتردد وكتل التيار المتردد. تتناول هذه المقالة مرشح مكثف باستخدام مقوم نصف موجة ومقوم موجة كاملة.
ما هو مرشح مكثف؟
نموذجي مرشح مكثف يظهر مخطط الدائرة أدناه. يمكن تصميم هذه الدائرة باستخدام مكثف (ج) وكذلك مقاومة الحمل (RL). يتم إعطاء الجهد المثير للمقوم عبر أطراف مكثف. كلما زاد جهد المعدل ، سيتم شحن المكثف بالإضافة إلى تزويد التيار بالحمل.
مرشح مكثف
في الجزء الأخير من طور الربع ، سيتم شحن المكثف إلى أعلى قيمة جهد مقوم يُشار إليها بـ Vm ، ثم يبدأ جهد المعدل في الانخفاض. عندما يحدث هذا ، يبدأ المكثف في التفريغ من خلال الجهد عبره والتحميل. سينخفض الجهد عبر الحمل قليلاً فقط لأن ذروة الجهد التالية تحدث على الفور لشحن المكثف. سيتكرر هذا الإجراء عدة مرات وسيظهر شكل الموجة الناتج أن هناك تموجًا طفيفًا جدًا مفقودًا في الإخراج. علاوة على ذلك ، فإن جهد الخرج متفوق لأنه يظل قريبًا بشكل كبير من أعلى قيمة لجهد الخرج المعدل .
إدخال مرشح مكثف
يعطي المكثف مفاعلة لانهائية للتيار المستمر ، بالنسبة للتيار المستمر ، f = 0
Xc = 1 / 2пfc = 1 / 2п x 0 x C = لانهائية
لذلك ، لا يسمح المكثف للتيار المستمر بالتدفق عبره.
إخراج مرشح مكثف
دائرة مرشح المكثف مشهورة جدًا بسبب ميزاتها مثل التكلفة المنخفضة ، والوزن الأقل ، والحجم الصغير ، والخصائص الجيدة. دائرة مرشح المكثف قابلة للتطبيق على تيارات الحمل الصغيرة.
معدل نصف الموجة مع مرشح مكثف
ال الوظيفة الرئيسية لمعدل نصف الموجة هو تغيير التيار المتردد ( التيار المتناوب ) في تيار مستمر (تيار مباشر). ومع ذلك ، فإن الناتج DC المكتسب ليس نقيًا وهو DC مثير. هذا DC ليس ثابتًا ويختلف مع مرور الوقت. عندما يتم إعطاء DC المتغير هذا لأي نوع من الأجهزة الإلكترونية ، فقد لا يعمل بشكل صحيح ، وقد يتلف ذلك. لهذا السبب ، لن يكون قابلاً للتطبيق في معظم التطبيقات.
معدل نصف الموجة مع مرشح مكثف
وبالتالي ، فإننا نحتاج إلى DC لا يتغير بمرور الوقت. للتغلب على هذه المشكلة والحصول على DC سلس ، ستكون هناك حلول وهي التصفية. يشتمل التيار المستمر النشط بشكل أساسي على مكونات التيار المتردد والتيار المستمر. لذلك يتم استخدام الفلتر هنا لإزالة أو تقليل مكونات التيار المتردد عند الإخراج. يمكن بناء المرشح باستخدام مكونات مثل المقاومات والمكثفات والمحاثات . يظهر أعلاه مخطط الدائرة لمقوم نصف الموجة باستخدام مرشح مكثف. هذه الدائرة مبنية بمقاوم ومكثف. هنا ، يكون اتصال المكثف 'C' في تحويلة مع المقاوم تحميل 'RL'.
عندما يتم تطبيق جهد التيار المتردد على الدائرة طوال دورة النصف الموجبة ، فإن الصمام الثنائي يسمح بتدفق التيار عبرها. نحن نعلم أن المكثف يعطي ممرًا عالي المقاومة لمكونات التيار المستمر بالإضافة إلى ممر منخفض المقاومة لمكونات التيار المتردد. يختار تدفق التيار دائمًا العرض من خلال حارة مقاومة منخفضة. لذلك عندما يحصل تدفق التيار على المرشح ، تتعرض مكونات التيار المتردد لمقاومة منخفضة وتتعرض مكونات التيار المستمر لمقاومة عالية من المكثف. تتدفق مكونات التيار المستمر عبر المقاوم للحمل (مسار المقاومة المنخفض).
طوال فترة التوصيل ، يتم شحن المكثف بأعلى قيمة لإمداد الجهد. نظرًا لأن الجهد بين لوحتين للمكثف يعادل إمداد الجهد ، يُقال أنه مشحون بالكامل. عندما يتم شحنه ، فإنه يحتفظ بالإمداد حتى يحقق إمداد i / p AC باتجاه المعدل نصف الدورة السلبية.
بمجرد أن يصل المعدل إلى نصف دورة سلبية ، الصمام الثنائي يكتسب منحازًا عكسيًا ويتوقف عن السماح بتدفق التيار من خلاله. خلال هذا ، يكون جهد الإمداد منخفضًا ثم جهد المكثف. وهكذا يقوم المكثف بإطلاق كل التيار المخزن عبر RL. هذا يوقف جهد الحمل o / p من الانخفاض إلى الصفر.
يعتمد شحن وتفريغ المكثف بشكل أساسي على متى يكون مصدر جهد الدخل أقل أو أكبر من جهد المكثف. بمجرد أن يصل المعدل إلى نصف الدورة الموجبة ، يكتسب الصمام الثنائي منحازًا للأمام ويسمح بتدفق التيار لشحن المكثف مرة أخرى. سيولد مرشح المكثف من خلال تفريغ ضخم جهدًا مستمرًا سلسًا للغاية. لذلك ، يمكن تحقيق جهد تيار مستمر سلس باستخدام هذا الفلتر.
مقوم موجة كاملة مع مرشح مكثف
ال الوظيفة الرئيسية لمقوم الموجة الكاملة هو تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. كما يوحي الاسم ، يقوم هذا المعدل بتصحيح كل من نصف دورات إشارة i / p AC ، لكن إشارة DC المكتسبة عند o / p لا تزال تحتوي على بعض الموجات. لتقليل هذه الموجات عند o / p يتم استخدام هذا المرشح.
في دائرة مقوم الموجة الكاملة باستخدام مرشح مكثف ، يقع المكثف C عبر المقاوم تحميل RL. يعمل هذا المعدل تقريبًا مثل مقوم نصف الموجة. الاختلاف الوحيد هو أن المعدل نصف الموجي له نصف دورات (موجبة أو سلبية) بينما في المعدل الكامل الموجة له دورتان (موجبة وسلبية).
مقوم كامل الموجة مع مرشح مكثف
بمجرد تطبيق جهد التيار المتردد i / p طوال دورة النصف الموجبة ، يصبح الصمام الثنائي D1 متحيزًا للأمام ويسمح بتدفق التيار بينما يحصل الصمام الثنائي D2 على منحاز عكسي ويمنع تدفق التيار.
خلال نصف الدورة أعلاه ، يحصل التيار في الصمام الثنائي D1 على المرشح وينشط المكثف. لكن شحن المكثف سيحدث فقط عندما يكون الجهد المطبق أعلى من جهد المكثف. أولاً ، لن يتم شحن المكثف ، حيث لن يبقى أي جهد بين ألواح المكثف. لذلك عندما يتم تشغيل الجهد ، سيتم شحن المكثف على الفور.
خلال وقت الإرسال هذا ، يتم شحن المكثف بأعلى قيمة لإمداد جهد i / p. يشتمل المكثف على أعلى شحنة عند ربع شكل الموجة في نصف الدورة الموجبة. في هذه النهاية ، يكون مصدر الجهد مكافئًا لجهد المكثف. بمجرد أن يبدأ جهد التيار المتردد في الانخفاض ويتحول إلى أقل من جهد المكثف ، بعد ذلك يبدأ المكثف في التفريغ تدريجياً.
نظرًا لأن مصدر جهد التيار المتردد i / p يحصل على نصف دورة سالبة ، فإن الصمام الثنائي D1 يصبح متحيزًا عكسيًا ولكن الصمام الثنائي D2 متحيز للأمام. خلال الدورة النصفية السالبة ، يحصل تدفق التيار في الصمام الثنائي الثاني على المرشح لشحن المكثف. لكن شحن المكثف يحدث ببساطة بينما يكون جهد التيار المتردد المطبق أعلى من جهد المكثف.
لا يتم شحن المكثف الموجود في الدائرة بالكامل ، لذلك لا يتم شحن هذا على الفور. بمجرد أن يصبح مصدر الجهد أعلى من جهد المكثف ، يتم شحن المكثف. في كلتا الدورتين النصفيتين ، سيكون تدفق التيار في الاتجاه المماثل عبر المقاوم تحميل RL. وهكذا نحصل على إما نصف دورة موجبة كاملة وإلا نصف دورة سلبية. في هذه الحالة ، يمكننا الحصول على إجمالي نصف دورة موجبة.
معدل نصف الموجة وكامل الموجة مع مخرجات مرشح مكثف
وبالتالي ، هذا كل شيء عن ما هو المرشح ومرشح مكثف ، مقوم نصف الموجة مع مرشح مكثف و مقوم موجة كاملة مع مرشح مكثف وإدخالها وكذلك إخراجها. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو أي معلومات فنية ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي تطبيقات مرشح المكثف؟
