Входное сопротивление, сопротивления холостого хода и короткого замыкания
Каскадное соединение четырехполюсников
Общая характеристика фильтров нижних частот
Емкостной фильтр нижних частот
Определить потребное значение емкости, рассчитать АЧХ и ФЧХ фильтра, оценить коэффициент прямоугольности передаточной функции по мощности
Сопротивление нагрузки чисто активное, равное R
Синтез Т-образного фильтра нижних частот
Навигация
Общая характеристика фильтров нижних частот
Четырехполюсники, электрические фильтры
32354
знака
41
таблица
21
изображение
2.3 Общая характеристика фильтров нижних частот
Фильтры нижних частот (ФНЧ) предназначены для пропускания в нагрузку сигналов малой частоты и подавления сигналов большой частоты.
Полоса пропускания ФНЧ определяется его граничными частотами:
f1=0 – нижняя граница полосы пропускания;
f2 - верхняя граница полосы пропускания, которая определяется назначением данного конкретного фильтра.
В теории фильтров рассматриваются идеальные и реальные фильтры. Идеальным ФНЧ называется фильтр, передаточная функция которого (1.10) в полосе пропускания равна единице, а за пределами полосы пропускания она равна нулю:
Передаточная функция реального фильтра в полосе пропускания не равна единице, а в полосе задерживания - не равна нулю.
Передаточные функции по напряжению идеального и реального фильтров нижних частот показаны на Рис.2.1.
H(f)
Передаточная функция идеального ФНЧ
Передаточная функция реального ФНЧ
H1
Полоса
пропускания Полоса задерживания
H22
f2 f22
f
Рис.2.1. Передаточные функции идеального и реального фильтров нижних частот
Количественную оценку избирательности фильтра целесообразно производить с помощью коэффициента прямоугольности передаточной функции по напряжению или мощности.
Для расчета коэффициента прямоугольности передаточной функции фильтра введем в рассмотрение передаточную функцию по мощности, которую определим следующим образом.
Максимально возможная мощность, которая может быть выделена в нагрузке в случае идеального фильтра, определяется по формуле:
|
где U1 – действующее значение входного напряжения;
R – сопротивление нагрузки.
Фактическая мощность, выделяемая в нагрузке реального фильтра, определяется действующим значением выходного напряжения, которое зависит от частоты входного напряжения:
|
Передаточной функцией по мощности будем называть отношение мощности, выделяемой в нагрузке реального фильтра (2.2) к мощности, выделяемой в нагрузке, идеального фильтра:
|
Таким образом, передаточная функция по мощности есть квадрат передаточной функции по напряжению (2.3).
Отметим, что в известных учебниках по ОТЦ частотные характеристики фильтров оцениваются затуханием, которое выражается в децибелах (дБ):
|
Из этой формулы следует, что фактически производится оценка затухания (ослабления) сигнала по мощности.
Поскольку физический смысл формулы (2.4) спрятан под знаком логарифма, постольку в дальнейшем будем пользоваться более простой формулой (2.3), физический смысл которой более прост и понятен.
Расчет коэффициента прямоугольности передаточной функции по мощности ФНЧ будем производить следующим образом.
Определим частоту, на которой передаточная функция по мощности составляет 5% от максимума:
За пределами этой частоты будем считать, что передаточная функция равна нулю
Определим полную площадь под кривой передаточной функции (Рис.2.1):
|
Определим также площадь под кривой передаточной функции в пределах полосы пропускания (0…f2), где передаточная функция по напряжению 
а передаточная функция по мощности 
(Рис.2.1):
|
Коэффициентом прямоугольности передаточной функции по мощности будем называть отношение найденных площадей:
|
По физической сущности коэффициент прямоугольности представляет собой коэффициент полезного использования площади под кривой передаточной функции по мощности и дает представление о степени соответствия реального фильтра идеальному с той же полосой пропускания.
Похожие работы
... курсовой работе, в соответствии с заданием, необходимо решить следующие задачи: - разработать (любым методом) эквивалентную, принципиальную схемы электрического фильтра на любых радиокомпонентах; - разработать усилитель напряжения на любых радиоэлементах (схему электрическую принципиальную); - любым методом рассчитать спектр сложного периодического сигнала, подаваемого с “генератора импульсов” ...
... методов синтеза электрических цепей, и в частности электрических фильтров, достигнуто в результате применения ЭВМ и разработки специальных методов расчета. В настоящее время электрические фильтры реализуются не только в виде электрических цепей с катушками индуктивности и конденсаторами, но также практическое применение получили кварцевые, электромеханические, активные RС - фильтры и другие. По ...
... , как показано на рисунках: Г - образное Симметричное Симметричное полузвено Т - образное звено П - образное звено Рассмотрим условия фильтрации для Г- образного полузвена. Условия фильтрации для реактивных четырехполюсников Определим условия, при которых реактивный четырехполюсник (четырехполюсник без потерь) будет электрическим ...
... AS - затухание в полосе задерживания, дБ, DА - неравномерность частотной характеристики в полосе пропускания, дБ, L – индуктивность, С – емкость, Задание на курсовую работу. Рассчитать и проанализировать пассивный фильтр лестничной структуры. Тип фильтра - ФВЧ Кауэра (эллиптический). Надо спроектировать фильтр в виде реактивного четырехполюсника лестничной структуры с нагрузкой на входе и ...
0 комментариев