Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[18]

Фильтры, показанные на рис. 5.1, характеризуются константой к. Константа к действительна для симметричной системы фильтров, в которой произведение последовательно и параллельно включенных реактивных сопротивлений остается постоянным для всех частот сигнала. Поэтому если последовательное и параллельное сопротивления в схеме на рис. 5.1, а обозначим соответственно Zj и Z2 (любые реактивные и резистивные компоненты), то можно записать

Z1Z2 = k2(5.2)

где к - постоянная, не зависящая от частоты.

Для фильтров нижних частот, показанных на рис. 5.1, полное значение индуктивности можно найти по формуле

где Rh - нагрузочное сопротивление, Ом; гср - частота среза, Гц; L1 - полная индуктивность секции, Г.

В схеме, показанной на рис. 5.1,6, индуктивность каждого из двух индуктивных элементов равна L1/2, поскольку элементы включены последовательно, а полная индуктивность есть Lj.. Аналогично этому в схеме, приведенной на рис. 5.1, в, емкость каждого конденсатора равна C1/2, поскольку каждый шунтирующий конденсатор составляет половину полной емкости. Полная емкость для схем на рис. 5.1 определяется по формуле

С, 1

где RH - нагрузочное сопротивление, Ом; :

гср - частота среза, Гц; Ci - полная емкость, Ф.

Частота среза для фильтра нижних частот с константой к определяется выражением

5.3. Фильтры нижних частот типа m

Если требуется более острый и более четко определенный срез частотной характеристики, который не может быть обеспечен фильтром типа к, то используется фильтр типа пг, производный от фильтра типа к. Фильтр типа m является по существу фильтром типа к с добавлением еще одного элемента, включаемого последовательно или параллельно. Фильтр, показанный на рис. 5.2, а, содержит дополнительную индуктивность L2, чем он и отличается от полусекции исходного фильтра нижних частот, изображенного на рис. 5.1, а. Очевидно, что включенная параллельно цепь из последовательно соединенных L2 и C1 на определенной частоте является резонансной и шунтирует выходные клеммы, так как импеданс цепи с последовательным резонансом на частоте резонанса минимальный [Фильтры типа m строят также, используя взаимную индукцию между индуктивными элементами фильтра типа к. - Прим. ред. ]. Фильтр типа М разрабатывают таким образом, чтобы на определенной частоте, находящейся за частотой среза ГСР, обеспечивалось (при чисто реактивных элементах) бесконечно большое ослабление сигнала. Импедансы элементов фильтра связаны между собой постоянной т, зависящей от отношения частоты среза ГСр к частоте бесконечно большого ослабления foo,. Значение m находится между нулем и единицей и обычно составляет 0,6. Для более острого среза величину т выбирают вблизи нуля. Для фильтра

На рис. 5.2, б показан эффект воздействия секции типа т на сигналы на частотах f>fcp. На рис. 5.2, в изображен Т-образный фильтр типа т, а на рис. 5.2, г - П-образный фильтр типа т. Следует обратить внимание на то, что дополнительным элементом в схеме на рис. 5.2, г является конденсатор, включенный параллельно индуктивности Lb При таком включении элементов LI и С2 на определенной частоте возникает параллельный резонанс, и высокий импеданс цепи LiC2 на частоте резонанса приводит к сильному ослаблению сигнала.

Для фильтра нижних частот типа т, схема которого показана на рис. 5.2, а, параметры элементов фильтра находят из выражений

Ll = (5.7)

где Rn - сопротивление активной нагрузки.


Рис. 5.2. Фильтры нижних частот типа m и их частотная характер? нижних частот величина m определяется выражением

Параметры дополнительных элементов фильтра, показанных на рис. 5.2, а и г, определяются из следующих формул:

(1-яИ)*,

4/nrt/cp

Г С - mi)

5.4. Фильтры верхних частот типа k

Фильтр верхних частот пропускает высокочастотные и ослабляет низкочастотные составляющие сигнала. Основная схема фильтра верхних частот, показанная на рис. 5.3, а, состоит из последовательно включенного конденсатора Ci и шунтирующей катушки индуктивности Lj. При подаче на вход фильтра сигнала с составляющими различных частот для составляющих с постепенно увеличивающимися частотами емкостное сопротивление конденсатора Ci будет уменьшаться, и они проходят на выход фильтра. Для составляющих сигнала с постепенно понижающимися частотами емкостное сопротивление включенного последовательно конденсатора будет возрастать, поэтому составляющие будут ослабляться. Для низкочастотных составляющих сигнала шунтирующее индуктивное сопротивление Lj мало, и они сильно ослабляются. Для высокочастотных составляющих шунтирующее воздействие индуктивности уменьшается, и они ослабляются меньше.

Для таких фильтров справедливы утверждения, сделанные в отношении постоянной к, импеданса Z0 и условия согласования импеданса фильтра с нагрузкой для фильтра нижних частот. По сравнению с полусекцией Г-образного фильтра (рис. 5.3, а) Т-образный фильтр верхних частот (рис. 5.3,6) является более эффективным. На рис. 5.3,0 показан П-образный фильтр, а на рис. 5.3, г - частотная характеристика фильтра верхних частот. Частота среза на графике соответствует такой частоте fcp, ниже которой составляющие сигнала ослабляются. Этим частота среза fq фильтра верхних частот отличается от частоты среза фильтра нижних частот, которая соответствует частоте, выше которой ослабляются составляющие сигналов. Как и в случае фильтра нижних частот, характеристическое сопротивление определяется выражением


Частота

Рис. 5.3. Фильтры верхних частот типа к и их частотная характеристика. Полную индуктивность фильтра можно записать как

Полную емкость фильтра можно рассчитать по формуле С1 = -

4л/ср/?н

Частота среза фильтра верхних частот

4л Т/21С1

5.5. Фильтры верхних частот типа т

При фильтрации высоких частот в случае необходимости получения более острого и четкого среза используют производные фильтры типа т, аналогичные рассмотренным НЧ-фильт-рам. Дополнительным элементом основной схемы фильтра верхних частот является конденсатор С2 (рис. 5.4, а). Цепь последовательного резонанса, образованная Lj и С2, производит сильное шунтирующее действие, приводящее к бесконечно большому затуханию в точке f=/оо, расположенной ниже частоты среза (рис. 5.4,6).

На рис. 5.4, в показан Т-образный фильтр типа т, в котором дополнительным элементом является С2. В П-образном фильтре (рис. 5.4, г) дополнительным элементом является индуктивность L2, шунтирующая C1 и образующая цепь параллельного резонанса. При резонансе эта цепь имеет высокое последовательное сопротивление для составляющих сигнала с частотами ниже Гср, т. е. она обеспечивает сильное ослабление этих составляющих.

Для фильтра верхних частот параметр т определяется следующим выражением:

Параметры элементов производного фильтра верхних частот типа т определяются из формул



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56]