ФИЛЬТРАХ ТИПА K

Фильтр нижних частот. Фильтр нижних частот (ФНЧ) предназначен для пропускания постоянного тока и всех колебаний с частотами ниже частоты среза и подавления колебаний с частотами выше частоты среза.

Последовательные (продольные) ветви фильтра должны иметь малое сопротивление для токов нижних частот () и большое сопротивление для токов высоких частот (). Эти требования будут удовлетворены, если в качестве последовательных ветвей использовать индуктивности, сопротивление которых пропорционально частоте ().

Параллельные (поперечные) ветви фильтра должны иметь большое сопротивление для токов нужных частот и малое сопротивление для токов высоких частот (). Этим требованиям удовлетворяет емкость, сопротивление которой падает с ростом частоты ().

В соответствии с произведенным выбором элементов для последовательных и параллельных ветвей Т- и П- образные схемы фильтров нижних частот имеют вид, представленный на рис. 10.5.

Рис. 11.5

Произведение

(11.16)

где – характеристическое сопротивление колебательного контура, который мог бы быть составлен из индуктивности L и емкости C. Из формулы (11.16) видно, что фильтры, изображенные на рис. 11.5, являются фильтрами типа k.

Сущность физических процессов в этих фильтрах становится ясной при и . Так, на рисунке 11.6, а приведена эквивалентная схема замещения ФНЧ, изображенного на рисунке 11.5 а, при , а на рисунке 11.6, б – при .

Рис. 11.6

Как видно, при сигналы к нагрузке Z_Н проходят без затухания, а при сигналы к нагрузке не проходят.

На основе соотношений (11.10), (11.14) и (11.15) могут быть построены АЧХ, ЧХЗ и ЧХФ рассматриваемого ФНЧ (рис. 11.7)

Рис. 11.7

Таким образом ФНЧ имеют полосу пропускания в области низких частот , а полосу затухания – в области высоких частот .

Фильтр верхних частот. Фильтры верхних частот (ФВЧ) имеют полосу пропускания на высоких частотах, а полосу затухания – на низких частотах.

На рисунке 11.8, а приведена Т-образная схема ФВЧ, а на рисунке 10.8, б, в – эквивалентные схемы замещения ФВЧ при и при .

Рис. 11.8

Аналогичным образом могут быть построены АЧХ, ЧХЗ и ЧХФ для ФВЧ (рис. 10.9)

Рис. 11.9

Полосовой пропускной фильтр. Полосовой пропускной фильтр (ППФ) пропускает сигналы в некоторой полосе между частотами среза и .

АЧХ идеального ППФ приведена на рисунке 10.11, а, ЧХЗ ППФ типа k – на рисунке 11.10, б.

Рис. 11.10

Т-образная схема ППФ типа k изображена на рисунке 9.12, а, причем резонансные частоты «продольного» и «поперечного» плеч ППФ одинаковы: .

Эквивалентные схемы замещения ППФ при , , изображены соответственно на рисунках 11.11, б, в, г.

Рис. 11.11

Полосовой заграждающий фильтр. Полосовой заграждающий фильтр (ПЗФ) не пропускает сигналы в некоторой области частот между и (см. рис. 11.12, а).

Характеристика затухания ПЗФ типа k приведена на рисунке 11.12, б, а схема на рисунке 11.13.

Рис. 11.12

причем резонансные частоты одинаковы

Рис. 11.13

Сравнительно медленное нарастание коэффициента затухания за пределами полосы пропускания и ярко выраженная зависимость характеристического сопротивления от частоты в пределах этой полосы является существенным недостатком фильтров типа k.

Достоинством фильтров типа k является их простота и обеспечение монотонного затухания в полосе затухания.

Текст лекции составил

доцент кафедры «Радиоэлектроника» Н.В. Руденко

Дата добавления: 2015-11-03