Vonalszűrő
Ha olvas vagy hallgat egy vonalas szűrőt, akkor többször szembesül a hangzavar és a zaj csökkentésével a hi-fi rendszerekben. A modern vonalszűrőknek sokkal kiterjedtebb feladataik vannak. Modern technológiánk különösen magas frekvenciákat használ a vezeték nélküli hálózatokhoz (WLAN) vagy a mobiltelefonokhoz (DECT). Ez nemkívánatos hatásokat hoz létre, amelyeket szívesen démonizálunk elektroszmogként. A falakban lévő kábelhálózat és a földelt vízvezeték nagy antennaként működik, és ennek a sugárzásnak tesznek ki bennünket az otthoni környezetben. A vonalszűrők hatékony módszert kínálnak az elektroszmog terjedésének megakadályozására az elektromos hálózaton keresztül.
A modern eszközök, például a kapcsolt üzemmódú tápegységek és a tirisztoros szabályozók szintén nagyfrekvenciás interferenciajeleket generálnak. Az áramhálózatban való elterjedésük minimalizálása érdekében tett intézkedések passzív szűrők szemben. Ha ezeket az eszközöket a szűrő mögött lévő közös csatlakozóaljzaton működtetik, akkor is zavarhatják egymást. A kiváló minőségű foglalatcsíkok ezért több szűrőt használnak az egyes résekhez vagy réscsoportokhoz. Ennek eredményeként gyorsan rendkívül drágák, és gyakran csak nagyon jó minőségű hifi rendszerekben használják őket.
A különféle frekvenciák blokkolása mellett a vonalszűrők segítenek csökkenteni a gyors és rövid túlfeszültségeket is. A tekercsek és kondenzátorok tárolókapacitása elnyeli a felesleges energiát, és egy rövid idő múlva, sokkal csillapítva adja vissza a hálózatnak.
A vonalszűrők ezért a következő feladatokhoz használhatók:
- Az interferencia frekvenciák szűrése érzékeny fogyasztók számára (hi-fi rendszerek, gitárerősítők).
- A modulált jelek célzott blokkolása (PowerLAN)
- Túlfeszültség-védelem rövid impulzusok esetén
- Az elektroszmog terjedésének csökkentése
Vonalszűrők építése
A vonalszűrők mindig olyan induktivitások és kapacitások kombinációjából állnak, amelyeket elektronikus aluláteresztő szűrőként kapcsolnak be. A blokkolt frekvenciát a tekercsek és kondenzátorok méretezése határozza meg. Szűrő, amely mindent blokkol, kivéve az 50 Hz-es hálózati frekvenciánkat, szinte lehetetlen, de szerencsére nem feltétlenül szükséges.
Vonalszűrő a push-pull interferencia csillapításához
Vonalszűrő a közös módú interferencia csillapításához
A push-pull interferencia visszahat a fogyasztóra a hálózatba. Fázisszögvezérlők, egyenirányítók vagy félvezető relék okozzák őket, és gyakran megahertz alatti frekvenciatartományban fordulnak elő. Az X kondenzátor rövidre zárja a nagyfrekvenciás interferenciát, míg a hosszanti fojtó korlátozza az áram növekedését. A közös módú interferencia a hálózaton keresztül érinti a fogyasztót. Ezeket frekvenciaváltók, kapcsolt üzemmódú tápegységek vagy kvarc oszcillátorok okozzák, és a mega szív fölötti frekvenciatartományban fordulnak elő. Az Y kondenzátorok rövidre zárják a nagyfrekvenciás földi interferenciát. A fojtótekercsek ugyanazon a ferritmagon működnek, és így áramkompenzáló hatást kínálnak.
Kombinált vezetékes szűrő a DC és a push-pull interferencia csillapítására
A bevált védelmi áramkör ezért gyakran megfelel a két szűrő kombinációjának egy áramkörben, amint az a fenti ábrán látható.
Méretezés
A szűrt frekvenciatartományt lényegében az L fojtótekercs és a Cx kondenzátor méretezése határozza meg. Minél alacsonyabb a szűrendő frekvencia, annál magasabbra kell méretezni az L és a Cx értékeket. Mindig átléped a technikai korlátokat. A hosszirányban kapcsolt tekercseknek a teljes áramot át kell vezetniük. A keresztmetszetnek ezért elég nagynak kell lennie. Nagy fordulatszám mellett ez sok helyet és súlyt igényel, és sok rézbe kerül. A párhuzamosan kapcsolt kondenzátornak viszont megfelelő dielektromos szilárdsággal kell rendelkeznie. A helyigénytől függően a Cx kapacitása ésszerű határok között növelhető az L fojtószelep megtakarítása érdekében.
A vonalszűrőket csillapítás jellemzi. A szűrő bemenetének és kimenetének közvetlen összehasonlításából származik. Ennek a hányadosnak nincs egysége. Mivel gyakran nagy területeket kell leírni, logaritmikus osztást alkalmaznak dB-ben. Mivel a csillapítás frekvenciafüggő, egy szűrő nem írható le értékkel, hanem csak frekvenciagörbével. Az alábbi példa 5 különböző vonalas szűrő frekvencia viselkedését írja le.
Forrás: W rth Elektronik
Vonalszűrő diagram
Ennek a frekvenciagörbének a kiszámítása szinte lehetetlen a sok építéssel kapcsolatos szekunder kapacitás és egy szűrő szekunder induktivitása miatt. A szűrőgyártók ezért a teljes fizikai szerkezet után mérik meg a szűrőjüket, hogy pontosan meg lehessen hozni ezt a görbét.
gyakorlat
A vonalszűrők megtisztítják háztartásunk villamos energiáját a feszültségcsúcsoktól és a modulált, nagyfrekvenciás jelektől. Ha ezeket a jeleket akarjuk használni, mint például a Power LAN esetében, akkor nem szabad szűrőt használni. Vonalszűrő azonban pontosan ott használható, ahol ezekre a jelekre már nincs szükség. Ez biztonsági okokból megtehető, mert csökkenteni kell az elektroszmogot, vagy mert ezek a jelek negatívan hatnak más fogyasztókra.
A különféle eszközök interferencia-impulzusainak kicsi a szórása, mert a rézvezetékeken a magas frekvenciák feszültségesése sokkal nagyobb, mint a váltakozó áramunk 50 Hz-nél. A szűrőkre mindig szükség van, ahol az interferencia impulzusok és az adatmoduláció közel vannak egymáshoz.
Az online üzemben lévő szünetmentes tápegységek (UPS) egy teljesen új szinuszoidot generálnak az áramellátáshoz. Mindig úgy működnek, mint egy szűrő, és nem kell őket más vonali szűrőn keresztül csatlakoztatni.
Az üzlet legmodernebb vonalszűrője a Dehn + S hne DPRO 230 F. Adapterdugóként van kialakítva, és gyakran az aljzatcsíkok elé van beépítve. A Dehn cég leírja a csillapítást az 1MHz referenciafrekvencia alapján. A szűrőben ismét különbséget tesznek a vezetők között (szimmetrikus), valamint a vezető és a föld között (aszimmetrikus). A DPRO 230 F szimmetrikus csillapítása <54 dB és aszimmetrikus csillapítása <42 dB f = 1 MHz-en.