Фильтры: краткое введение - Активный RC-фильтр с индикацией на выходе
Фильтрами, или электрическими фильтрами, являются частотно-избирательные цепи, спроектированные для "пропускания" или передачи синусоидальных сигналов в одной или более непрерывных частотных полосах и "остановки" или заграждения в дополняющих полосах. В зависимости от полосы частот прохождения сигнала фильтры с одной полосой пропускания классифицируются на фильтры нижних частот, верхних частот и полосно-пропускающие (полосовые).
Рис. 1.1. Типовые частотные спектры на входе и выходе полосно-пропускающего фильтра.
А -- частотный спектр входного сигнала; Б -- частотный спектр выходного сигнала (ПФ)
Например, полоса пропускания показанного на рис. 1.1 полосового фильтра простирается от частоты Щ1 до Щ2. Существуют и другие типы фильтров, такие, как всепропускающие, частотовыделяющие (узкополосные) и частотоподавляющие (режекторные). Другая классификация фильтров основана на тех положениях теории цепей, по которым они рассчитываются. Она включает фильтры по характеристическим параметрам и фильтры по рабочим параметрам.
Фильтр по характеристическим параметрам составляется каскадным соединением четырехполюсных звеньев, характеристические сопротивления которых согласованы при их соединении. Если при этом фильтры согласованы и с нагрузками на зажимах, то в полосе пропускания "характеристическое затухание" будет равно нулю. Однако из-за частотной зависимости характеристического сопротивления и резистивных нагрузок фильтр на своих зажимах не согласован на всех частотах, что приводит к ненулевому значению затухания в полосе пропускания. Альтернативный метод расчета фильтров основан на рабочих параметрах затухания. На рис. 1.2 приведены типовые требования на полосно-пропускающий фильтр. Рабочие параметры предусматривают обеспечение затухания в полосе пропускания (в диапазоне частот от ЩВ1 до ЩВ2) ниже определенного максимального значения Amax, измеряемого в децибелах или неперах, и затухания в полосе задерживания (для частот ниже ЩS1 и выше ЩS2) выше заданного минимального значения Amin. Ширина интервалов ЩВ1 - щS1 и ЩS2 - щВ2 характеризует требуемую частотную избирательность. Из-за паразитного рассеяния в элементах фильтров реальная кривая затухания существенно отличается от теоретической, особенно на краю полосы и в окрестностях точек бесконечно большого затухания. Одно из достоинств теории рабочих параметров состоит в том, что указанное влияние неидеальности элементов компенсируется методом предыскажения, который, однако, дает постоянное значение затухания в полосе пропускания.
Рис. 1.2. Типовые требования По Затуханию Для Полосно-пропускающего фильтра.
Часто для той же (что и у характеристического фильтра) структуры рассчитанный по рабочим параметрам результирующий фильтр обеспечивает (при одном и том же числе звеньев) лучшие характеристики. Это улучшение получается за счет существенного усложнения вычислений, что являлось главным сдерживающим фактором до современного распространения компьютеров.
Активные фильтры
Вместо затрат значительных средств на совершенствование теории, технологии и изготовления LC-фильтров, расширяется тенденция по исключению последних из современной электронной аппаратуры, поскольку интегральные схемы полностью изменили обычные системы и критерии, принятые раньше в разработках. Таким образом, LC-фильтры наряду со всеми другими типами схем, не соответствующими данному направлению микроминиатюризации, быстро заменяются более подходящими. Среди них находятся активные фильтры, где резисторы, конденсаторы и активные приборы объединены в активные цепи с фильтровыми характеристиками, сравнимыми или превосходящими аналогичные параметры LC-прототипов. В качестве активного прибора неизменно используется операционный усилитель благодаря своим исключительным свойствам, приемлемой стоимости и быстрой поставке. Термин "активные фильтры" включает множество различных построений схем и методов проектирования, важнейшие из которых можно сгруппировать в следующие три категории.
Похожие статьи
-
Частотные преобразования - Активный RC-фильтр с индикацией на выходе
А). Преобразование типа НЧ > ВЧ Технические требования к фильтрам верхних частот задаются так, как качественно изображено на рис. 7.27. Показаны как...
-
Сами элементы, на которых строятся активные фильтры, подвержены изменениям вследствие перемен окружающей среды (например, температуры и влажности) и...
-
Введение - Проектирование фильтров нижних частот
Лестничный реактивный фильтр нижняя частота В современных системах связи широко применяются электрические фильтры: LC-фильтры, активные RC - фильтры,...
-
Каскадное соединение фильтров второго порядка - Активный RC-фильтр с индикацией на выходе
Каскадное соединение фильтров второго порядка является самым распространенным методом расчета активных фильтров по умеренным требованиям. Причина такого...
-
Передаточная функция n-го порядка Так называемая задача аппроксимации представляет собой одну из наиболее существенных проблем при проектировании...
-
Отчет должен содержать: 5.1. Принципиальную схему НРУ. 5.2. Графики амплитудных и колебательных характеристик, полученные экспериментально и расчетным...
-
Понятие об активных фильтрах - Дифференциальные усилительные каскады
Фильтр - электронное устройство, которое пропускает определенный диапазон частот. Широко используется в технике. АЧХ в фильтрах выглядят таким образом:...
-
Первичный сигнал поступает на вход амплитудного модулятора, на второй вход модулятора подается несущее колебание Необходимо: - Построить спектр сигналов...
-
Найдем значение соотношения сигнал/шум на выходе согласованного фильтра: Подставим в формулу вычисления вероятности ошибки полученное значение:...
-
При расчете любого типа фильтра вычисляют нормированные частотные характеристики ФНЧ-прототипа, а затем, используя преобразование частоты, конструируют...
-
Эта технология находит применение в военных системах связи, в диспетчерских службах, а также в системах пейджерной связи. Разработчики преобразователей...
-
Для перехода от нормированной схемы к денормированной схеме с заданными нагрузочными сопротивлениями и граничной частотой для ФНЧ осуществляется...
-
Переходим от передаточной функции H(z) к H( заменяем H( Где Введем замену: = 0.038913 Произведем расчеты частоты коэффициентов A, B, D, F, получим:...
-
1. Рассчитаем амплитудный и фазовый спектры последовательности прямоугольных импульсов на входе фильтра. Пусть на вход данного ФНЧ подается напряжение,...
-
Очень часто в радиотехнике требуется из сложной смеси полезных и нежелательных сигналов выделить и пропустить требуемый сигнал. Именно эта необходимость...
-
Для передачи по одному частотному каналу в GSM представляется цифровой поток (8 x 33.8Кбит/с)=270.4 Кбит/с. При этом ширина полосы канала 200кГц. Простые...
-
В настоящей главе анализируются особенности, свойства и характеристики речевых сигналов. Виды шумов акустических помех и искажений, а так же особенности...
-
Введение - Блок сопряжения телефонной связи
Наша страна - родина радио. Изобрел радио гениальный русский ученый Александр Степанович Попов. Этому изобретению предшествовали многолетние исследования...
-
Выше отмечалось, что ОФ разделяется на полосовые и отрезающие. Полосовые фильтры характеризуют 0(Max), ТMax, полушириной на уровне 0,5 ТMax, ТMin в...
-
Функциональная схема анализируемого устройства содержит последовательно соединенные первый безынерционный усилитель, узкополосный фильтр, нелинейную...
-
Операционные усилители Цель работы Изучение устройства, принципа действия и применения операционных усилителей в различных радиотехнических устройствах....
-
Проектирование фильтра нижних частот. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
При проектировании аналого-цифрового преобразователя следует учесть тот факт, что, в соответствии с теоремой Котельникова, спектр полезного сигнала...
-
Введение - Выбор трансформатора
Усилитель - это активный четырехполюсник (Рис. 1), к входным зажимам которого подводится входной сигнал U1,а к выходным присоединено сопротивление...
-
Помеха на выходе согласованного фильтра - Согласованная и винеровская фильтрации
На вход фильтра воздействует белый шум со спектральной плотностью G N () = G 0 , его корреляционная функция есть B N () = G 0 (). Необходимо вычислить...
-
Интегральные микросхемы Цель работы Изучение принципов построения логических цепей на интегральных микросхемах, практическая сборка этих цепей и...
-
Описание структурной схемы - Разработка радиопередающего устройства
Рис. 1. Структурная схема РПУ. Проектирование любого устройства начинается с составления структурной схемы. Структурных схем частотной манипуляции много,...
-
Выбор усилительного полупровдникового прибора Сложность современных радиоэлектронных систем наряду со специфическими радиотехническими требованиями...
-
В соответствии с требованиями к ФНЧ - прототипу Баттерворта необходимо: - Определить требования к дискретному ФНЧ (ФНЧД); - Рассчитать порядок ФНЧД; -...
-
Введение - Триггеры: общая характеристика
Триггер (триггерная система) -- класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и...
-
Схема трансивера с указанием основных соединений представлена на рисунке 5.1. Рисунок 5.1 Рассмотрим более подробно каждый блок в отдельности: Фильтр...
-
Лабораторная работа №&;nbsp;3, Цель работы, Краткие теоретические сведения - Оcновы радиоэлектроники
Измерение параметров связанных колебательных контуров при гармоническом воздействии Цель работы Исследование амплитудно-частотной характеристики системы...
-
Введение - Разработка схем кодера PAL
В настоящее время в эксплуатации находятся три основные совместимые системы цветного телевидения - SECAM, NTSC и PAL. Независимо от типа системы датчики...
-
Фильтр-восстановитель - Теория электрической связи
Этот элемент предназначен для восстановления непрерывного сообщения A(t) По сформированным, как описано выше, отсчетам (l(tj) И представляет собой фильтр...
-
Микроэлектроника. Основные понятия. Микроэлектроника - это раздел электроники, охватывающий исследования и разработку качественно нового типа электронных...
-
Рассмотрим несколько конкретных примеров измерения параметров фильтра в полосных и гомоморфных вокодерах, а также в вокодерах с линейным предсказанием...
-
Введение - Разработка участка топливной аппаратуры на 628 автомобилей МАЗ-53371
Пружина топливный насос автомобиль Эффективность использования автотранспортных средств зависит от совершенства организации транспортного процесса и...
-
Расчет выпрямителей с емкостным фильтром - Расчет вторичного источника электропитания
Приближенный графоаналитический расчет выпрямителей с емкостной реакцией нагрузки при синусоидальной форме питающего напряжения широко внедрен в практику...
-
Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до...
-
Умножители частоты, или как их называют в более развернутом виде, системы формирования дискретного множества частот, в настоящее время получили очень...
-
ВВЕДЕНИЕ - Проект обобщенной структурной схемы системы передачи сообщений
Теория электрической связи (ТЭС), можно сказать, является первым специальным курсом, который ведет к дальнейшему изучению специальности. ТЭС -...
Фильтры: краткое введение - Активный RC-фильтр с индикацией на выходе