Пасивні фільтри

Електричним фільтром називається пристрій, призначений для пропускання із спектру вхідного електричного сигналу тих гармонійних складових, частоти яких розташовані в певній смузі частот(смуга пропускання або прозорості), і пригнічення тих складових, частоти яких лежать поза цією смугою [1,2,4]. Частота, що лежить на межі смуги пропускання, називається часто тією зрізу fc.

1.1 Класифікація фільтрів

По розташуванню смуги пропускання фільтри діляться на наступні типи:

-фильтры нижніх частот(ФНЧ), пропускаючі сигнали з частотами від 0 до ƒз ;

-фильтры верхніх частот(ФВЧ), пропускання, що мають смугу, відƒз до безкінечності;

-полосовые фільтри(ПФ), що пропускають вхідний сигнал в смузі частот від fc1 до fc2;

- фільтри(ЗФ), що загороджують, не пропускають вхідний сигнал в смузі частот від

f_c1 до f_c2;

- гребінчасті фільтри(ГФ), або багатосмугові, декілька смуг, що мають

пропускання.

По наявності активних елементів розрізняють активні фільтри і пасивні.

Активні фільтри здатні посилювати сигнали, що проходять через них, по потужності. На еквівалентній схемі ця властивість відбивається наявністю джерела, за рахунок енергії якого і здійснюється посилення.

В якості пасивних фільтрів широко застосовуються LC- фільтри, т. е. ланцюги, що містять реактивності різних знаків. Завдяки резонансним явищам в таких ланцюгах виділяються коливання, що знаходяться в смузі пропускання.

У пасивних фільтрах можуть застосовуватися реактивні елементи одного знаку - тільки індуктивності або тільки місткості, при цьому селекція сигналів грунтується, як і раніше, на частотній залежності опору реактивних елементів. Проте для формування необхідних частотних характеристик ці фільтри повинні містити і резистори. Зазвичай при подібній побудові фільтру відмовляються від застосування індуктивності, яка є більше габаритним і дорогим і менш стабільним елементом в порівнянні з місткістю. Таким чином, виходять RC- фільтри.

У загальному випадку фільтр може включати довільні реактивні двополюсники, оскільки їх опір також залежить від частоти. З таких реактивних двополюсників складаються чотириполюсники, які, з'єднуючись між собою в різних поєднаннях, утворюють скільки завгодно складні фільтри.

а) б)

Рис. 1.1. Ланцюгові фільтри: а) Т-подібні ланки; б) П-образні ланки.

Цепочечные фільтри виходять шляхом цепочечного(каскадного) з'єднання елементарних чотириполюсників(ланок). При цепочечном з'єднанні є тільки один канал, по якому сигнал проходить з входу на вихід. Зазвичай використовуються Г-, Т- і П-образні ланки(рис.1.1).

Якщо ж у фільтрі використати паралельне з'єднання реактивних чотириполюсників(мал. 1.2), то сигнал проходитиме з входу на вихід по двох каналах. Чотириполюсники, що паралельно сполучаються, можуть мати довільну схему. Фільтри з

паралельним включенням чотириполюсників називаються мостовими фільтрами.

Рисунок 5.1 – Частотні характеристики активних RC- фільтрів

У загальному випадку коефіцієнт передачі фільтру визначається наступним співвідношенням(дробово-раціональній функції вид а) :

;

де b₀, b₁…b_m; a₀, a₁…a_m – дійсні числа;

р - оператор Лапласа(для синусоїдального сигналу р = jω).

Порядок фільтру визначається найбільшою мірою р в знаменнику.

Для високих частот отримання необхідної індуктивності не представляє утруднень. Проте для низьких частот потрібні великі індуктивності, які складні у виготовленні і мають погані електричні характеристики. Тому в низькочастотному діапазоні застосовуються активні RС- фільтри.

Еще смотри активне фильтры

Поиск по сайту: