Читайте также:
|
Лабораторная работа № 6
ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СХЕМ АКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ В ПОЛОСЕ ЧАСТОТ
Цель работы: закрепить теоретические знания об устройствах, обеспечивающих фильтрацию сигналов, исследовать частотные характеристики схем полосовых фильтров.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Основные определения
Любой фильтр пропускает со своего входа на выход лишь определенную часть всего спектра частот. Фильтры классифицируются по тому, какова эта пропускаемая часть частотного спектра.
Фильтр нижних частот (ФНЧ) пропускает на выход все частоты, начиная от нулевой (постоянный ток) и до некоторой заданной частоты среза f ср, и ослабляет все частоты, превышающие f ср (рис. 1.1а).
Диапазон частот от нуля до f ср называется полосой пропускания, а диапазон частот, превышающих f b, – полосой подавления (или заграждения).
Интервал частот между f ср и f b называется переходным участком, а скорость, с которой на этом участке изменяется величина ослабления, является важной характеристикой фильтра.
Частота среза f ср – это та частота, на которой напряжение на выходе фильтра падает до уровня 0,707 от напряжения в полосе пропускания (т.е. падает на 3 дБ).
Частота f b – это частота, на которой выходное напряжение на 3 дБ выше, чем выходное напряжение в полосе подавления.
Фильтр верхних частот (ФВЧ) ослабляет все частоты, начиная от нулевой и до частоты f ср, и пропускает все частоты, начиная с f ср и до верхнего частотного предела схемы. Частотная характеристика ФВЧ приведена на рис. 1.1б.
Рис. 1.1. – Частотные характеристики различных фильтров
Полосовой фильтр (ПФ) пропускает, как показано на рис. 1.1в, все частоты в полосе между нижней частотой среза f 1 и верхней частотой среза f 2. Все частоты ниже f 1 и выше f 2 ослабляются. Диапазоны частот от f 1' до f 1 и от f 2 до f 2' являются переходными участками.
Геометрическое среднее частот f 1 и f 2 называют центральной частотой f 0, т.е. 
.
Режекторный фильтр (заграждающий) ослабляет все частоты между f 1 и f 2 и пропускает все остальные частоты. Частотная характеристика такого фильтра показана на рис.1.1г. Заграждающий ПФ с узкой полосой ослабляемых частот называют фильтром-пробкой. Полосовые фильтры заграждения используются для подавления нежелательных частот.
Основные параметры фильтров
Коэффициент затухания α определяет форму характеристики на переходном участке и вид выброса характеристики в полосе пропускания вблизи переходного участка. Таким образом, коэффициент затухания определяет форму частотной характеристики фильтра, т. е. его тип.
Добротность Q связывает центральную частоту полосы пропускания и ее ширину на уровне 
(рис. 1.2).
Рис. 1.2 – Частотные характеристики полосовых фильтров для различных значений добротности
Численно добротность равна
,
где – центральная частота, f 1 – нижняя частота среза на уровне , f 2 – верхняя частота среза на уровне . Для активных фильтров Q = 1/ α.
Чувствительность S одного из параметров фильтра по отношению к другому его параметру – это отношение величины изменения первого параметра к величине изменения второго, если изменение второго параметра вызвало изменение первого.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 291 | Нарушение авторских прав