Активные фильтры
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
щей в другой комнате, легко различимы басы, а высокие частоты отфильтровываются (звук оглушается). Точно так же ухом воспринимается музыка, играющая в закрытой машине.
Электронные фильтры нижних частот используются для подавления пульсаций напряжения на выходе выпрямителей переменного тока, для разделения частотных полос в акустических системах, в системах передачи данных для подавления высокочастотных помех и ограничения спектра сигнала, а также имеют большое число других применений.
Радиопередатчики используют ФНЧ для блокировки гармонических излучений, которые могут взаимодействовать с низкочастотным полезным сигналом и создавать помехи другим радиоэлектронным средствам.
Механические низкочастотные фильтры часто используют в контурах АВМ непрерывных систем управления в качестве корректирующих звеньев.
В обработке изображений низкочастотные фильтры используются для очистки картинки от шума и создания спецэффектов, а также при сжатии изображений.
. Полосовые фильтры
Путем замены переменной Р в передаточной функции ФНЧ на переменную (1/??)(P+1/P) можно получить АЧХ полосового фильтра. В результате этого преобразования АЧХ фильтра нижних частот в диапазоне 0 ? ? ? 1 переходит в правую часть полосы пропускания полосового фильтра (1 ? ? ? ?MAX). Левая часть полосы пропускания является зеркальным отображением в логарифмическом масштабе правой части относительно средней частоты полосового фильтра ? = 1 (рис. 2.36). При этом ?MIN = 1/ ?MAX. Вычисление нормированных частот среза полосового фильтра, на которых его коэффициент передачи уменьшается на 3 дБ, может быть осуществлено из частота фильтр полосовой режекторный
. (5.10)
формулы которая получается при
и
Для реализации пассивного полосового фильтра с низкой резонансной частотой требуется большая индуктивность. Для схемной реализации можно использовать операционный усилитель с частотно-зависимой обратной RC - связью. Пример ПФ со сложной отрицательной обратной связью показан на рис. 5.05. Приняв С1 = С2 = С получим передаточную функцию в виде
. (5.11)
Рис. 5.05 Согласно (2.82) имеем
, (5.12)
Отсюда получим, что
. (5.13)
Подставив (5.13) в (5.11) получим и приравняв соответствующие коэффициенты к коэффициентам в формуле (2.82) можно получить, что
. (5.14)
Полоса пропускания
. (5.15)
Таким образом, полоса пропускания не зависит от R1 и R2, а КР не зависит от R2. Поэтому можно изменять резонансную частоту fР, изменяя R2 без изменения коэффициента передачи КР.
Рассмотрим пример расчета полосового фильтра. Пусть необходимо получить ПФ с резонансной частотой fР = 10 Гц, добротностью Q= 100 и коэффициентом передачи на резонансной частоте КР = -10. При этом частоты среза будут fMIN ? 9,95 Гц и fР ? 10,05 Гц. Задаем произвольно значение емкости конденсатора С = 1 мкФ. Тогда из формул (5.14) получим R3 = Q/(?fPC) = 3,18 МОм; R1= R3/(-2KP) =159 кОм. Из формулы (5.13) получим
= -KР/(2Q2 + KР)= 79,5 Ом.
На рис. 2.1 приведен пример схемы полосового фильтра с положительной обратной связью.
Рис. 5.06
.1 Примеры
Фильтр полосовой метровый (ФП - ХХ канала) Полоса пропускания - по номеру канала (8 МГц) Подавление - через канал не менее 20 дБ Потери в полосе пропускания - менее 3 дБ КСВ - 2 Габаритные размеры - 70 * 30 * 21 мм Масса - 35 грАЧХ Фильтр полосовой дециметровый (ФП - ХХ канала) Полоса пропускания - по номеру канала (8 МГц) Подавление - через канал не менее 18 дБ Потери в полосе пропускания - менее 4 дБ КСВ - 2 Габаритные размеры - 70 * 30 * 21 мм Масса - 35 грАЧХ
6. Заграждающие или режекторные фильтры
На рис. 6.05 показана схема активного полосового заграждающего фильтра с включением двойного Т-образного моста в контур обратной связи усилителя
Рис. 6.05
Передаточная функция фильтра имеет вид
(6.10)
fp =1/(? RC).
При k = 2 добротность Q стремится к бесконечности.
.1 Примеры
Фильтр режекторные метровые, дециметровые (ФР - ХХ канала) Полоса заграждения - по номеру канала (8 МГц) Ослабление в полосе заграждения - под заказ (от 4 до 25 дБ) Потери вне полосы - менее 2 дБ КСВ - 2 Габаритные размеры - 70 * 30 * 21 (50 * 21 * 21) мм Масса - менее 35 грАЧХ Фильтр режекторный FM (ФР - FM) Полоса заграждения - от100 до 108 МГц Ослабление в полосе заграждения - 27 дБ Потери вне полосы заграждения - не более 2 дБ КСВ - 2 Габаритные размеры 70 * 30 * 21 мм Масса - 35 грАЧХ
Список использованной литературы
1.В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев, Москва Высшая школа, 1991 г. Электроника. Глава 6.5 Активные фильтры.
.
.ru.wikipedia.org/wiki/Активный_фильтр, Область применения фильтров
.
.
.