Главная Карта сайта Контакты Ссылки Авторам


               0-50В, 0-15А

bp5015.png

Яндекс.Метрика
Главная arrow Основы электротехники arrow Электрические фильтры

Популярное

Электрические фильтры

(0 голосов)
Оглавление
Электрические фильтры
Фильтры нижних частот
Фильтры верхних частот

               

                   Общие  положения


    Разделение электрических сигналов, имеющих различные частоты, может быть  осуществлено с помощью электрических фильтров.
    Любой  электрический  фильтр составляется из частотно зависимых элементов, т. е. элементов, сопротивление которых зависит от частоты. Такими элементами являются конденсаторы и катушки индуктивности.
    В зависимости от величин, входящих в состав фильтра индуктивностей и емкостей, и способа их соединения можно получить фильтры с различной  частотной  зависимостью  общего  сопротивления.
   В общем виде фильтр представляет собой четырехполюсник (т. е. устройство с двумя входными и двумя выходными зажимами), в состав которого входят реактивные элементы  (I и С) в различных вариантах соединения.
   Схема фильтра может состоять из одного звена или  нескольких последовательно соединенных звеньев. Различают Г-образные, Т-образные и П-образные звенья

filtr1_1.jpg

   Реактивные элементы  могут  включаться  в один или оба провода четырехполюсника.
В первом случае фильтр называют симметричными, во втором — несимметричным.
   Качество фильтра может оцениваться по тому, какое ослабление претерпевают  в нем электрические сигналы  различных частот: для сигналов заданной частоты (или полосы частот) это ослабление должно быть незначительным, а для сигналов всех остальных частот — очень  большим. Ослабление сигналов можно  оценить по отношению напряжения (тока) на входе фильтра к напряжению на выходе.

filtr2_1.jpg

   Обычно для характеристики ослабления (затухания)  сигналов в той или иной электрической цепи рассматривают не само отношение напряжений (токов), а натуральный логарифм этого отношения.
   Натуральный логарифм отношения напряжения (или тока) на входе данного устройства к напряжению (или току) на выходе называют затуханием данного устройства.
   Обозначив затухание буквой Ь, можем написать:

filtr_formula1.jpg

   Напомним, что натуральным логарифмом числа называют логарифм при основании, равном е (е≈2,72).
   Натуральный логарифм любого числа (N) связан с десятичным  логарифмом  того же  числа с соотношением 

ln N=2,3 lg N

   Единица  измерения затухания называется (неп.). Если  в формуле  положить  Ь= 1, то

filtr_formula2.jpg

следовательно,

filtr_formula3.jpg

   Итак, затуханием в один непер обладает устройство, в котором напряжение (ток) на входе в 2,72 раза  больше, чем на выходе.
   При затухании Ь (непер) для отношения напряжений (токов) будем иметь


filtr_formula4.jpg

   При затухании Ь=2 неп напряжение (ток) ослабляется 2,722≈7,4 раза  и  т. д.
   При затухании Ь=0

filtr_formula5.jpg

т. е.  ослабления сигнала нет.

  Выясним, как ослабляется мощность сигналов в цепи, обладающей данным затуханием (b).
  Мощность на входе Рвх= UвхIвх, мощность на выходе Рвых= UвыхIвых, следовательно:

filtr_formula6.jpg

Так как

filtr_formula7.jpg

Итак, в устройстве, обладающем затуханием Ь (непер),  мощность сигналов уменьшается в е  раз. Так, например, при

filtr_formula8.jpg

Прологарифмируем выражение

filtr_formula9.jpg

так как ln е=1,
   Откуда

filtr_formula10.jpg

   Таким образом, затухание может быть определено так же, как половина натурального логарифма отношения мощностей на входе и  выходе данного устройства.
  В зависимости от того, какое затухание претерпевают в фильтре  сигналы  различных частот, различают  следующие основные типы фильтров:
   — фильтры нижних частот;
   — фильтры верхних частот;  
   — полосовые фильтры;
   — режекторные фильтры.

 


 

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

< Пред.   След. >
Загрузка...