Что такое LC-фильтр?
LC-фильтр — один из самых простых фильтров в электронике, который в своей простейшей форме состоит всего из одного индуктора и одного конденсатора. Эта схема широко используется любителями FPV для подавления шума в питании, создаваемого ESC и двигателями.
LC-фильтр состоит из индуктора (L) и конденсатора (C). Все очень просто.
Индуктор сопротивляется изменениям тока, протекающего через него, а конденсатор сопротивляется изменениям напряжения на его полюсах.
По сути, это фильтр низких частот, пропускающий низкие частоты и ослабляющий высокие.
Более сложную версию фильтра мощности смотрите в этом посте (https://rccopter.ru/blogs/knowledge/filtr-pitaniya-dlya-videoperedatchika-i-kamery-fpv-koptera)
Ищете LC-фильтры?
Продаже есть несколько вариантов в диапазоне 16-25 В / 1-2 А, которые я нашел и которые подходят для RC.
Убедитесь, что приобретаемые LC-фильтры соответствуют номинальному напряжению и току для вашего применения.
Как LC-фильтр улучшает качество FPV
В квадрокоптере двигатели и ESC могут генерировать шум, который может повлиять на качество FPV-видео.
Во время полета скорость двигателя постоянно меняется, чтобы оставаться в воздухе. Изменение скорости двигателя означает изменение тока, потребляемого двигателями, и пульсации напряжения (колебания уровня напряжения), что по сути является шумом.
Наиболее распространенными признаками шума являются помехи в виде линий, появляющихся на экране во время полета.
LC-фильтр может подавлять шум в питании, поступающем к вашей FPV-установке (например, к VTX и FPV-камере). Вам может понадобиться LC-фильтр, а может и нет. Некоторые стабилизаторы напряжения обладают определенной способностью фильтрации питания, но LC-фильтр может улучшить фильтрацию.
LC-фильтр против конденсатора с низким ESR
Меня часто спрашивают, какой метод следует использовать для борьбы с шумом в мини-квадрокоптере: LC-фильтр или конденсатор с низким ESR. Но я должен сказать, что они служат для совершенно разных целей и имеют разные области применения.
LC-фильтр в основном используется для предотвращения попадания шума в систему FPV, он не уменьшает количество шума в исходном питании. С другой стороны, установив конденсаторы с низким ESR в ваше питание, вы должны заметить снижение уровня шума.
Обязательно ознакомьтесь с моим руководством о том, что такое конденсаторы с низким ESR и как их использовать в мини-квадрокоптере. (https://oscarliang.com/capacitors-mini-quad/)
LC-фильтр имеет номинальный ток из-за ограничения тока индуктора, поэтому он в основном используется в цепях с низким током. Часто можно увидеть LC-фильтры, встроенные в цепи 5 В и 12 В на полетных контроллерах или PDB для питания вашей FPV-установки. И они обычно более эффективны, чем использование только конденсатора.
С другой стороны, при использовании только конденсаторов с низким ESR вам нужно только убедиться, что номинальное напряжение достаточно высокое.
Создание LC-фильтра
Значение конденсатора и индуктора изменяет резонансную частоту. Это позволяет более эффективно подавлять шум, если вы знаете частоту шума. Однако вы все равно получите определенный эффект фильтрации, используя случайные конденсаторы и индукторы, так что не беспокойтесь :)
Если вы знаете, как рассчитать точную емкость и индуктивность, необходимые для вашего приложения, это хорошо! Но если вы этого не знаете, ничего страшного, мы же не строим ракету, и все будет работать нормально :)
Вот как подключить конденсатор и индуктор.
При выборе конденсатора убедитесь, что номинальное напряжение соответствует вашим требованиям. Например, если вы подключаете LC-фильтр напрямую к LiPo-аккумулятору, он должен поддерживать напряжение вашего LiPo-аккумулятора. Что касается емкости, то чем она больше, тем лучше, я думаю, что диапазон от 100 мкФ до 2000 мкФ является хорошим.
Вы можете купить индукторы или сделать их самостоятельно с помощью ферритового кольца (тороида) https://oscarliang.com/ring-esc-ferrite-ring/ и нескольких проводов. Тщательно выбирайте длину и диаметр проводов. В идеале вы должны быть в состоянии обернуть ферритовое кольцо по крайней мере полдюжины раз. А сечение провода должно быть достаточно большим, чтобы выдерживать ток.
Если вы делаете индуктор самостоятельно, я считаю, что он будет работать лучше, если на тороид намотать только положительный провод. При намотке кабеля на ферритовое кольцо НЕ заканчивайте намотку на стороне начала, она должна выходить на противоположной стороне.
Что касается конденсатора, то любой электролитический конденсатор подойдет. Их можно найти, например, в старых радиоприемниках или компьютерных деталях. Или просто купите несколько, они очень дешевые. Лучше всего использовать конденсаторы с низким ESR, которые гораздо лучше подходят для фильтрации шума.
Убедитесь, что конденсатор размещен на выходе, где он подключается к VTX и камере.
Заключение
LC-фильтры отлично подходят, потому что они просты и дешевы в изготовлении или покупке. Они могут помочь ослабить или даже полностью устранить «шум», если у вас есть «проблемы с линиями в вашем FPV-потоке». Если использование только конденсаторов не решает проблему, вы можете рассмотреть возможность добавления LC-фильтра для вашей FPV-системы :)
Источник (eng, 26.06.2018): https://oscarliang.com/lc-filter-fpv/
