Главная | Обратная связь

Электрические фильтры

Электрические фильтры – частотно-избирательные устройства, в которых ослабление сигнала (напряжения) при его передаче со входа на выход в некоторой области (областях) частот мало по сравнению с другими участками частотного диапазона. Электрические фильтры широко применяются в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре, вычислительной технике, источниках электропитания в звукозаписывающей и воспроизводящей аппаратуре.

Основной характеристикой фильтра является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), т.е. зависимость модуля коэффициента передачи от круговой частоты сигнала (напряжения), где и – действующие или амплитудные значения напряжений на выходе и входе фильтра. Фильтр вместо АЧХ может характеризоваться частотной характеристикой коэффициента затухания . В идеальных фильтрах существуют частоты среза, разделяющие полосы пропускания ( ) и задерживания ( ). При переходе через частоту среза изменяется скачкообразно. В реальных фильтрах полосы пропускания и задержания разделяются переходной зоной, в которой коэффициент изменяется непрерывно от максимального значения до минимального или наоборот.

По характеру полосы пропускания фильтры подразделяются на шесть типов:

1. Фильтр нижних частот (ФНЧ) пропускающий сигналы от нижней частоты до некоторой верхней частоты ( );

2. Фильтр верхних частот (ФВЧ) пропускающий сигналы от некоторой верхней частоты и до ;

3. Полосовой фильтр (ФПП) пропускающий сигналы от некоторой нижней частоты до некоторой верхней частоты ;

4. Режекторный фильтр (РФ) не пропускающий сигналы от некоторой нижней частоты до некоторой верхней частоты ;

5. Гребенчатый фильтр (ГПФ) имеющий несколько полос пропускания;

6. Режекторный гребенчатый фильтр (РГФ) имеющий несколько полос подавления;

АЧХ этих фильтров приведены на рис.1.

 

 

 

 

Рис.1

Фильтр характеризуется также полосой пропускания диапазоном частот в котором модуль коэффициента передачи . Границы полосы пропускания ( , ) являются частотами, на которых модуль коэффициента передачи (см. рис.1).

Фильтры бывают пассивные – состоящие только из пассивных элементов (резистор, конденсатор, катушка индуктивности) и активные, в состав которых кроме пассивных входят и управляемые элементы (транзисторы) и источники питания. Пассивные элементы используют только энергию входного (фильтруемого) сигнала, а активные – энергию, подводимую от источника питания. Ниже на рисунках приведены схемы фильтров.

На рис.2,а,б приведены схемы пассивных низкочастотных фильтров – ФНЧ. ФНЧ выполнены по Т-образной схеме (рис.2,а) и П-образной схеме (рис.2,б). Название схемы фильтра определяется конфигурацией расположения элементов схемы (катушек индуктивности и конденсаторов).

 

Рис.2

 

На рис.3,а,б приведены схемы пассивных высокочастотных фильтров – ФВЧ. ФВЧ выполнены по Т-образной схеме (рис.3,а) и П-образной схеме (рис.3,б).

Рис.3

 

На рис.4,а приведена схема пассивного Т-образного полосового фильтра (ФПП), а на рис.4,б – частотная характеристика коэффициента затухания .

 

Рис.4

 

На рис.5,а приведена схема пассивного Т-образного режекторного фильтра (РФ), а на рис.5,б – частотная характеристика коэффициента затухания .

 

Рис.5