Реактивний фільтр верхніх частот

Схема Т-подібного фільтра верхніх частот (ФВЧ) наведена на рис. 5. Опір горизонтальної вітки дорівнює = , вертикальної ; фільтр навантажений опором , добуток опорів . Із умови прозорості (2) граничні частоти смуги пропускання мають вигляд

= , = . (11) Рис. 5

Амплітудно-частотна характеристика (рис. 6) фільтра

у смузі прозорості є , а в смузі затримання згідно (4) визначається як

Arch . (12)

(ω)

Рис. 6 Рис. 7

Отже, в діапазоні частот від 0 до ФВЧ електричні коливання не пропускаєнавихід, при коливання на виході існують, бо в цьому частотному діапазоні загасання відсутнє (див. рис. 6).

Фазочастотна характеристика (рис. 7) у смузі пропускання згідно (5) визначається виразом

(ω) = arccos (1 ), (13)

а у смузі затримання (ω) = – 180^О.

Характеристичний опір фільтра верхніх частот у смузі пропускання має активний характер, а у смузі затримки – ємнісний.

Безіндукційні фільтри

Безіндукційні фільтри складаються із активного опору і ємності . Прикладом фільтра нижніх частот Г-подібного виду є схема на рис. 8, Т-подібного – на рис. 9. Наближено амплітудно-частотну характеристику пасивного -фільтра

Рис. 8 Рис. 9

нижніх частот Г-подібного виду можна представити виразом

. (14)

На низьких частотах, коли ємнісний опір великий, напруга на виході фільтра ледь менше напруги на його вході і, отже, загасання мале. При збільшенні частоти ємнісний опір зменшується, напруга на виході теж зменшується і, відповідно, загасання зростає. Із (14) видно, що в усьому діапазоні частот, окрім = 0, на відміну від реактивних фільтрів, загасання відмінне від нуля навіть в смузі пропускання. Ця особливість є недоліком пасивних безіндукційних фільтрів у порівнянні з реактивними. У -фільтрів замість граничної частоти вводиться поняття частоти зрізу , це частота, при якій становляться рівними активний і ємнісний опори віток Г-подібної ланки (рис. 8), тобто

= . (15)

Звідси випливає вираз для частоти зрізу

= . (16)

1,53

На частоті зрізу згідно (14) загасання

дорівнює ( ) 1,53 Нп.

Амплітудно-частотна характерис-

тика фільтра нижніх частот з Г-

подібною ланкою (рис. 8) показана

Рис. 10 на рис. 10, із якого видно, що на відміну

від реактивних фільтрів -фільтр не має області частот, в межах якої власне загасання дорівнює нулю.

На рис. 11 показана схема -фільтра верхніх частот. На низьких частотах, коли ємнісний опір великий, напруга на виході фільтра мала. При збільшенні

Рис. 11 Рис. 12

частоти ємнісний опір зменшується і напруга на виході зростає, тобто, загасання зменшується.

Амплітудно-частотна характеристика ФВЧ має вираз

, (17)

а частота зрізу

= . (18)

Комбінуючи фільтри нижніх та верхніх частот можна побудувати смуговий фільтр (рис. 12). Принцип роботи такого фільтра полягає в тому, що ємність першої ланки обумовлює загасання нижніх частот, а ємність другої ланки забезпечує загасання більш високих частот.

Середня частота смуги пропускання, при якій власне загасання смугового фільтру мінімальне, орієнтовно рівна

. (19)