Передача сигнала через фильтр характеризуется двумя способами.

• 1) Комплексным коэффициентом передачи по напряжению:

Ku(jw) = U_2m/U_1m

или его амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ):

Ku(w) = U2m/U1m.

Коэффициент передачи показывает, какая доля входного сигнала проходит через фильтр. Коэффициент передачи – это относительная безразмерная величина. Иногда его характеризуют относительной логарифмической величиной Ku[дБ] = 20 lgKu, ее размерностью является децибелл (дБ).

• 2) Коэффициентом затухания по напряжению:

a(jω) = U_1m /U_2m = 1/ Ku(jw); a(ω) = U_1m /U_2m, a[дБ] = –20 lg Ku(w).

Он показывает долю сигнала, которая затухает, проходя через фильтр.

Характеристики фильтров:

• 1) Полоса пропускания (ПП) – это диапазон частот, в котором K(ω) = 1, a = 1.

• 2) Полоса задержания (заграждения) (ПЗ)–это диапазон частот, в котором K(ω) = 0, a®¥.

• 3) Граничная частота, является границей между полосой пропускания и полосой задержания, называется (fгр или fср).

У реальных фильтров нет четкой границы между ПП и ПЗ, поэтому в них за значение граничной частоты fгр принимают частоту, определяемую из соотношения

                                                                                

                                             

Частота́ сре́за (частота отсе́чки) {\displaystyle f_{c}} — частота, выше или ниже которой мощность выходного сигнала некоторого линейного частотно-зависимого объекта, например, электронной схемы уменьшается в два раза от мощности в полосе пропускания.

Амплитудно-частотная характеристика на частоте среза имеет спад до уровня {\displaystyle -log_{10}2} (примерно −3 дБ) относительно уровня в полосе пропускания.

 

• 4. Скорость спада АЧХ коэффициента передачи

Ku в полосе заграждения -рассчитывается из выражения

• Избирательные свойства фильтра тем лучше, чем ближе форма АЧХ к прямоугольной. Идеальный фильтр имеет прямоугольную АЧХ. Его скорость спада бесконечна.

• На рис. 8.2. изображены амплитудно-частотные характеристики фильтра низких частот (ФНЧ) в логарифмическом масштабе при разных скоростях спада.

Классификация фильтров:

1) В зависимости от характера входного сигнала фильтры делятся:

•                                        - аналоговые и - цифровые.

2) В зависимости от наличия в схеме активных элементов:

•                                         - пассивные и - активные.

3) В зависимости от элементов, составляющих фильтр:

• - LC, - RC, - RL-типа, А RC-типа (активные RC-фильтры).

4) По названию математического выражения которым аппроксимируется АЧХ фильтра:

• - фильтры Бесселя, - фильтры Баттерворта, - фильтры Золотарева, - фильтры Чебышева и др.

5) По расположению полосы пропускания на оси частот фильтры делятся:

• - на фильтры низких частот (ФНЧ). Их АЧХ К u приведена на рис. 8.3, а. АЧХ идеального фильтра имеет прямоугольный характер, у реального нет четкой границы между полосой пропускания и полосой заграждения.

• - Фильтры высоких частот (ФВЧ). рис. 8.3, б ;

• - Полосно-пропускающие фильтры (ППФ) рис. 8.3, в ;

• - Полосно-заграждающие фильтры (ППЗ) рис. 8.3, г.

По порядку (степени уравнения) передаточной функции различают фильтры первого, второго и более высоких порядков. Крутизна ЛАЧХ фильтра 1-го порядка в полосе подавления равна 20 дБ на декаду, фильтра 2-го порядка — 40 дБ на декаду, и т. д.

 

Частота спада АЧХ :

Фильтр нижних частот препятствует пропусканию сигналов, частота которых выше некоторого заданного значения. Типичная область применения фильтров низких частот - устранение высокочастотного шума в звуковых схемах, в этом случае такие фильтры называют шумопоглощающими.

 

	а) простой фильтр низких частот

• Фильтры верхних частот пропускают только те сигналы, частота которых выше некоторого заданного значения. Такие фильтры используются в звуковых схемах для устранения низкочастотного шума, вызываемого, к примеру, работой лентопротяжного механизма.

 

 

Полосовые фильтры пропускают только частоты определенного диапазона, а режекторные фильтры (фильтр-пробка) препятствуют прохождению сигналов из определенного диапозона частот.

 

• Центральная частота :

Если R 1 = R 2 = R , R 3 =2 R и C 1 =С 2 =С

д) полосовый фильтр

е) режекторный фильтр

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: