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
Емкостной фильтр нижних частот
Четырехполюсники, электрические фильтры
32354
знака
41
таблица
21
изображение
2.4 Емкостной фильтр нижних частот
2.4.1 Частотные характеристики емкостного фильтра нижних частот первого порядка (ФНЧ-1)
Рассмотрим электрическую схему, изображенную на Рис.2.3, которая представляет собой простейший фильтр нижних частот первого порядка (ФНЧ-1).
.
|
| |
С R
1’ 2’
Рис.2.3. Емкостной фильтр нижних частот (ФНЧ-1)
Работа ФНЧ-1:
При
При
На малых частотах емкость обладает большим сопротивлением и поэтому весь 
проходит только через резисторы r, R, не ответвляясь в емкость.
На больших частотах емкость обладает малым сопротивлением. Она закорачивает нагрузку и поэтому выходное напряжение мало.
Определим для этого фильтра АЧХ и ФЧХ, рассматривая его как Г-образный 4х-П, нагруженный активным сопротивлением R.
Сопротивления плеч фильтра:
Коэффициенты формы А:
Уравнение связи входного и выходного напряжений (1.6):
|
где 
- эквивалентное сопротивление при параллельном соединении R и r.
|
Передаточные функции ФНЧ-1 принимают вид:
|
где 
- значение передаточной функции на частоте ω=0.
Теперь, по формулам (2.9) и (2.10) можно, при известных значениях R, r, C-элементов, рассчитать и построить графики АЧХ и ФЧХ простейшего фильтра нижних частот (ФНЧ-1).
При изучении частотных характеристик фильтров удобно пользоваться АЧХ ФЧХ в параметрической форме. Для этого необходимо ввести в рассмотрение приведенную, или так называемую нормированную частоту, которая, в данном случае, определяется по формуле
|
где 
- граничная частота, на которой реактивное сопротивление емкости равно активному сопротивлению 
Запишем (2.9) и (2.10) в параметрической форме:
|
|
Параметрические функции (2.11) и (2.12) позволяют проводить общий анализ АЧХ и ФЧХ фильтра при заданных значениях R, r-элементах и произвольном значении емкости С.
Пример 2. Рассчитать и построить графики 
при следующих исходных данных:
R=100 Ом – сопротивление нагрузки;
r=5 Ом – внутреннее сопротивление источника.
Оценить коэффициент прямоугольности передаточной функции по мощности.
Результаты расчетов представлены на Рис.2.4 и Рис.2.5.
Из этих рисунков видно, что передаточная функция по мощности при частоте ν=0 принимает значение H(0)=0,98, а затем плавно уменьшается с увеличением частоты. Коэффициент прямоугольности этой функции составляет всего П=0,545. Это означает, что данный фильтр соответствует идеальному фильтру на 54,5%.
Сдвиг фаз между входным и выходным напряжениями изменяется от 0 до 900. При этом выходное напряжение опережает входное.
2.4.2 Синтез емкостного фильтра нижних частот первого порядка
Синтез (проектирование) любого технического устройства начинается с разработки технического задания (ТЗ), в котором приводятся исходные данные и формулируются требования к устройству.
Применительно к ФНЧ-1 техническое задание на его проектирование можно изложить следующим образом:
1. Спроектировать емкостной фильтр нижних частот, схема которого приведена на Рис.3.2.
2. На вход фильтра подаются сигналы синусоидальной формы, частота которых изменяется от 0 до ∞.
3. Сопротивление нагрузки R, а внутреннее сопротивление источника r, (R>>r).
4. Передаточная функция по напряжению на нижней границе полосы пропускания (f1=0) должна принимать значение, близкое к единице, а на верхней границе f2 передаточная функция должна принимать значение H(f2)=H1.
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