Загальні уявлення про індуктивні фільтри - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника лекция

Фізичні процеси у смугових, загороджувальних, режекторних фільтрах верхніх частот. Суть методу частотної змінної та його використання. Параметри та характеристики фільтрів при підключення до них навантаження. Принципи побудови та області їх застосування.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Загальн і уявлення про індуктивні фільтри
2. Смугові фільтри та інші типи індукційних фільтрів
3. Вплив навантаження на характеристики фільтрів
В даній лекції будуть розглянуті фізичні процеси у фільтрах верхніх частот, смугових, загороджувальних, режекторних. Ці фільтри як і фільтри нижніх частот широко використовуються в апаратурі радіозв'язку, радіорелейному зв'язку, а особливо в системах передачі з частотним розділом каналів.
Учбово-виховні ціл і: Вивчити принципи побудови фільтрів верхніх частот, смугових та режекторних фільтрів, області їх використання; Виховати високу культуру інженера-зв'язківця.
Учбово-матеріальне забезпечення : Принципіальні схеми апаратури, її функціональні вузли з ФВЧ та СФ\П-303\, Діапроектор, діапозитиви.
Виявляється, що використовуючи так званий метод перетворення частоти, можна при розрахунках фільтрів верхніх частот та інших фільтрів використати всі методи, формули, малограми та таблиці, одержані для фільтрів нижніх частот.
У вступі акцентувати увагу курсантів на важливість теми вивчення, використовуючи схеми та блоки реальної апаратури зв'язку. Показати широке застосування різних видів фільтрів.
У першому питанні коротко викласти суть методу частотної змінної та на його основі дати алгоритм одержання фільтрів верхніх частот з фільтрів нижніх частот.
У другому питанні теж, використовуючи метод частотної змінної, показати принцип одержання смугових фільтрів, загороджувальних, режекторних фільтрів з ФНЧ прототипів.
У третьому питанні показати, як змінюються параметри та характеристики фільтрів при підключення до них навантаження та зміни її другої величини.
В заключній частині узагальнити матеріал і ще раз акцентувати увагу на вузлових моментах теми.
1. Фільтри верхніх частот ( фвч )
При розгляданні принципів побудови фільтрів верхніх частот почнемо з розгляду сутності методу перетворення частотної змінної.
Практично всі фільтри верхніх частот можна одержати з фільтрів нижніх частот, якщо в останніх кожну індуктивність замінити ємністю, а кожну ємність - індуктивністю. (мал.1)
Затухання ФНЧ виражається співвідношенням дб., тобто є парною функцією частоти , з цього слідує - крива затухання буде симетрична відносно осі ординат (мал. 2)
Ліва частина цього графіку відповідає взаємному розміщенню смуги затримки та смуги пропускання для фільтрів верхніх частот. (мал. 3)
Підберемо таку функцію, яка б перетворила від'ємну піввісь (мал.2) в додатну (мал. 3) піввісь.
При цьому точці (мал. 2) повинна відповідати точка “0” (мал. 3)
Очевидно, що такою функцією буде така:
Таким чином, всі вирази, одержані раніш для фільтрів нижніх частот, будуть вірні і для фільтрів верхніх частот, якщо в цих виразах визначатиметься із співвідношення (1).
Нормуванні по частоті дозволяє при розрахунках фільтрів верхніх частот з характеристиками Баттерворта, Чебишева, Золотарьова або з довільним розміщенням сплесків затухання повністю використовувати всі методи, формули, номограми та таблиці, одержані для фільтрів верхніх частот. В якості прикладу на (мал. 4) наведені схеми та характеристики деяких фільтрів верхніх частот з рівнохвильовими характеристиками затухання, а на (мал. 5) схема фільтра к -2,0 апаратури П-303 та графік частотної залежності робочого затухання цього фільтру.
2. Смугові фільтри та інші типи індукційних фільтрів
Смуговий фільтр може бути утворений з фільтру нижніх частот, якщо в останньому кожну індуктивність замінити послідовним коливальним контуром без втрат, а кожну ємність - паралельним, при чому резонансні частоти всіх контурів взяти однаковими (мал. 6)
Тоді до частоти резонансу характер опору віток, одержаного фільтра, буде таким самим як і у фільтра верхніх частот, а після частоти резонансу - таким самим як у фільтра нижніх частот. Фільтр же в цілому буде смуговим фільтром, при ому частота резонансних контурів буде очевидно знаходитись у смузі пропускання фільтру.
Підберемо таку функцію яка б перетворила вісь частот () (мал. 2) у піввісь () (мал. 7)
Точці "-" (мал. 2) повинна відповідати точка "0" (мал. 7).
Таке перетворення може зробити функція:
Таким чином, всі вирази, одержані раніш для фільтрів нижніх частот, залишаються справедливими і для розглядуваних смугових фільтрів, якщо в цих виразах визначати з відношення (2).
Важливо відмітити, що частотні характеристики розглянутих фільтрів володіють однією характерною особливістю, яка обумовлена тим, що функція (2) приймає рівні по абсолютній величині і обернені за знаком значення для будь-якої пари частот та зв'язаних співвідношенням , тобто для будь-якої пари частот, розміщених симетрично відносно осі части , яка в свою чергу являється середньою геометричною частотою смуги пропускання фільтра.
Отже затухання фільтра при частотах та буде однаковим, тобто характеристика затухання будь-якого речового фільтра, одержаного з допомогою перетворення (2) завжди буде геометрично симетрична відносно частоти відповідає графічна ілюстрація на (мал. 7)
Тому подібні фігури одержали назви фільтрів з симетричними (геометричними) характеристиками загасання.
Практичне використання фільтрів, розглянутих вище, обмежено лише тими випадками, коли вимоги до характеристики затухання фільтра по обидві сторони від його смуги пропускання близькі до симетричних. В іншому випадку в деяких частотних областях буде мати місце невиправданий великий запас затухання, що говорить про існування більш економічного рішення по числу елементів. У відповідності з цим в загальному випадку смуговий фільтр може мати різне число сплесків зліва і справа від йог смуги пропускання, різну крутизну характеристики затухання при та при , що різко відрізняються по широті смуги переходу, коротшу характеристику затухання, яка суттєво відрізняється від симетричної.
Одна й та сама передаточна функція смугового фільтру може бути реалізована тим більшим числом, зовнішньо розрізняючих ступінчатих реактивних чотирьохполюсників, чим вище порядок функції. Частіше інших знаходять застосування фільтри, схеми яких подібні до схем фільтрів з симетричними характеристиками, схеми у вигляді каскадного з'єднання фільтра нижніх і верхніх частот. Крім ФНЧ, ФВЧ, СФ в техніці часто використовуються режекторні або, як їх іще називають, загороджувальні фільтри.
Характеристика загороджувального фільтра має вигляд, зображений на (мал. 8)
Якщо зрівняти цю характеристику смугового фільтра, то можна побачити, загороджувальний фільтр має характеристику затухання обернену до характеристики СФ, отже він також може бути одержаний з ФНЧ - прототипу, однак в цьому випадку в ФНЧ кожну ємність замінити послідовним коливальним контуром, а індуктивність - паралельним (мал. 9) причому резонансна частота всіх контурів повинна бути однаковою, тоді очевидно, що такий фільтр буде вільно (з малим затуханням) пропускати всі частоти нижчі і вище резонансної частоти контурів, а на частотах близьких до резонансу затухання фільтру буде великим, так як послідовні контури будуть надавати штучну дію на вхідний сигнал, а паралельний контур буде мати для нього великий опір.
У радіолокаційній техніці широко використовується гребінчасті фільтри, у яких смуги пропускання чергуються зі смугами затримки. Е багато способів одержання гребінчастої характеристики затухання. Найпростішим з них є спосіб утворення такої характеристики з допомогою набору смугових або режекторних фільтрів. На (мал. 10( а,б) ) зображений спосіб отримання гребінчастої характеристики затухання.
3. Вплив навантаження на характеристики фільтрів
Вплив опору навантаження на характеристики фільтрів розглянемо на прикладі найпростішого ФНЧ. Коли фільтр навантажений на опір z н =z 0 , тобто не характеристичне, такий режим називається режимом узгодження.
В цьому випадку характеристика фільтра буде мати вигляд, показаний на мал. 12
Необхідно підкреслити, що такий вид характеристики фільтр буде мати лише тоді, коли він буде навантажений на опір, рівний характеристичному. Щоб вияснити можливе існування такого режиму, необхідно знайти характеристичний опір даного фільтра.
Користуючись теорією чотирьохполюсників можна написати для П-подібної схеми фільтра формулу, яка виражає залежність характеристичного опору від частоти
де - хвильовий опір. Графік цієї залежності представлений на мал. 13.
Як видно з мал. 13 опір сильно залежить від частоти як по характеру так і по величині. Це характерно для будь-якої схеми фільтру. Отже, бажаючи здійснити узгодження навантаження, потрібно було б для кожної частоти підбирати свій опір навантаження \в смузі пропускання - активне, в смузі затримки - реактивне. Між тим, в дійсних умовах роботи опору навантаження, як правило, являється практично не залежним від частоти активного опору R н . Звідси слідує, що в загальному випадку фільтр працює на неузгоджене навантаження, і до режиму узгодження можна лише наблизитись.
Користуючись тією ж теорією чотирьохполюсників можна визначити залежність затухання фільтру від опору навантаження.
При холостому ході фільтру R н = в смузі пропускання затухання стає від'ємним, тобто коефіцієнт передачі фільтра більше одиниці. Це означає підсилення сигналу по потужності так як фільтр є пасивним.
В загалі ж в реальних умовах частотні характеристики фільтра відрізняються від тих, які були б при умові повного узгодження.
Таким чином в даній лекції розглянуті фізичні процеси та принципи побудови фільтрів верхніх частот, смугових та режекторних.
Використовуючи принципи перетворення частоти, ми впевнилися, що всі вирази, одержані раніше для фільтрів нижніх частот, виявляються вірними і для фільтрів верхніх частот, якщо в цих виразах визначати з виразу (1) . Взагалі фільтр верхніх частот може бути утворений з фільтру нижніх частот, якщо у ньому кожну індуктивність замінити на ємністю, а кожну ємність - індуктивністю.
Всі вирази, одержані раніше для фільтрів нижніх частот, залишаються вірними і для смугових фільтрів, якщо в цих виразах визначити із співвідношення (2) .
Смуговий фільтр може бути утворений з фільтра нижніх частот, якщо в ньому кожну індуктивність замінити послідовним коливальним контуром, а кожну ємність - паралельним.
Режекторний фільтр може бути утворений з ФНЧ - прототипу, якщо в ньому кожну індуктивність замінити паралельним коливальним контуром, а кожну ємність послідовним.
Для забезпечення активної роботи фільтра він повинен бути навантажений узгоджено як по воду так і по виходу.
1. Білицкий А.Ф. Лінійні пристрої апаратури зв'язку, Л.ВАЗ, 1973р. с.70-78.
2. Качанов Н.С. ЛРТУ, М.Воениздат, с.311-325.
Призначення та класифікація згладжувальних фільтрів. Однокаскадні згладжувальні фільтри з R, L та C елементами. Схема електрична принципова ємнісного фільтра з мостовим однофазним випрямлячем. Особливості роботи дроселя. Засади застосування транзисторів. курсовая работа [1,4 M], добавлен 13.07.2013
Характеристика та побудова математичної моделі системи автоматичного підстроювання частоти (АПЧ). Аналіз впливу характеристик фільтрів у системі АПЧ на часові залежності процесу встановлення частоти. Застосування системи АПЧ у слідкувальних фільтрах. курсовая работа [552,1 K], добавлен 12.08.2011
Принципи побудови й основні особливості волоконнооптичних систем передачі в міських телефонних мережах. Загальні розуміння з розрахунку принципової схеми пристрою. Методи побудови структурних схем оптичних систем передачі. Розрахунок ємностей фільтрів. курсовая работа [251,0 K], добавлен 15.03.2014
Структура і принципи роботи тиристора, його вольт-амперна характеристика. Функціонування симістора, способи його відмикання. Конструкція і принципи дії трансформаторів. Розробка структурної схеми регулятора змінної напруги та розрахунок його елементів. дипломная работа [1,3 M], добавлен 14.11.2010
Властивості, характеристики та параметри сучасних електронних приладів. Принципи побудови найпростіших електронних пристроїв. Властивості та способи розрахунку схем. Вольтамперні характеристики напівпровідникових діодів, біполярних та польових транзисторі контрольная работа [282,4 K], добавлен 27.04.2011
Електронна лампа, яка генерує мікрохвилі при взаємодії потоку електронів з магнітним полем. Характеристики та параметри магнетронів. Генератори надвисоких частот. Принцип роботи магнетрона. Параметри і характеристики багаторезонаторних магнетронів. реферат [1,3 M], добавлен 16.12.2011
Визначення та класифікація конденсаторів. Позначення за нормативними документами в Україні. Будова і принцип дії підстроєчних конденсаторів. Характеристики, параметри, області застосування. Сучасні досягнення і перспективи розвитку конденсаторів. реферат [47,7 K], добавлен 26.03.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Загальні уявлення про індуктивні фільтри лекция. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная Работа На Тему История Развития Конституции Российской Федерации
Решебник По Физике Лабораторные Работы 8 Класс
Доклад по теме Посредническая роль южнославянских стран в становлении древнерусской письменности. Судьбы кирилло-мефодиевской традиции
Дипломная Работа На Тему Розробка Технології Та Організації Вирощування Та Збирання Пшениці
Реферат На Тему Хозяйственная Деятельность
Способы Обработки Информации Реферат
Реферат: Развенчание гамлетизма
Реферат по теме О надежности валов УЭЦН и выборе материалов для их изготовления
Реферат: Исследование рынка установки систем вентиляции и кондиционирования в Санкт Петербурге на вторую половину 1999 года
Реферат: Биография и научная деятельность Юстуса Либиха. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа: Оценка напряженно-деформированного состояния массива пород
Практическое задание по теме Введение в экономическую теорию
Рефераты: Гражданское право, гражданский процесс, семейное право, финансовое право
Виды Контрольных Работ Диагностическая
Реферат: Пиявка
Дипломная работа по теме Проектирование оснований и фундаментов гражданских зданий
Отчет По Практики Охрана Предприятия
Отчет По Ознакомительной Практике Педагога
Контрольная Работа На Тему Інформаційна Система Нбу
Какой Грех Я Считаю Самым Тяжелым Сочинение
Визнання доходів за бартерними контрактами - Бухгалтерский учет и аудит реферат
Налоговый контроль - Государство и право курсовая работа
Парижская Коммуна - История и исторические личности реферат