загрузка...

трусы женские
загрузка...

Електричні фільтри

Електричні фільтри.

Електричними частотними фільтрами називаються чотириполюсники, ослаблення яких в деякій смузі частот мало, а в іншій смузі частот - велике. Діапазон частот, в якому ослаблення мало, називається смугою пропускання, а діапазон частот, у якому ослаблення велике - смугою затримування. Між цими смугами часто вводять смугу переходу.
Фільтри можуть бути пасивними, що складаються з індуктивностей і ємностей (пасивні LC-фільтри), пасивними, що складаються з опорів і ємностей (пасивні RC-фільтри), активними (ARC-фільтри), кварцовими, магнітстрікціоннимі , з переключающими конденсаторами, цифровими (з використанням ЕОМ) і деякими іншими. Фільтри LC мають широке поширення, але в даний час інтенсивно витісняються ARC-фільтрами.
Надзвичайно перспективними є фільтри з переключающими конденсаторами (AC-фільтри). Кварцові фільтри обеспецівают дуже великі добротності (до десятків тисяч) на високих частотах, а магнитострикционні - на низьких.

Фільтри з характеристиками Баттерворта,

Чебишева, Золотарьова.

При синтезуванні фільтрів широкого поширення набули фільтри з характеристиками, названими іменами великих вчених, чиї праці використовувалися при розробці даних фільтрів -
Баттерворта, Чебишева, Золотарьова (С. Баттерворт - інженер-електрик, який досліджував фільтри в 30-х роках минулого (ХХ) століття,
П. Л. Чебишев (1821-1894) і Е. І. Золотарьов (1847-1878) - великі математики, академіки Петербурзької академії наук).

Фільтрами з характеристиками Баттерворта називають фільтри, у яких в ФНЧ при нульовій частоті ослаблення = 0, в смузі пропускання воно монотонно збільшується, на граничній частоті досягає 3 дБ, а потім у смузі затримки поступово зростає.
Чим більше ланок має фільтр, тобто чим вище його порядок, тим крутіше йде характеристика в смузі затримки і тим менше ослаблення в смузі пропускання. При цьому слід мати на увазі, що елементи фільтра вважають суто реактивними. При наявності втрат характеристики спотворюються і відрізняються від розглянутих.

Фільтрами Чебишева називають фільтри, у яких характеристика ослаблення в смузі пропускання має коливальний характер з амплітудою, що не перевищує 3 дБ, а в смузі затримання - монотонно зростаючою, з крутизною, більшою, ніж у фільтра
Баттерворта такого ж порядку. Чим більше амплітуда ослаблення в смузі пропускання, тим крутіше йде характеристика в смузі затримання і навпаки, чим менше амплітуда коливання в смузі пропускання, тим менше крутість характеристики в смузі затримання.

Характеристика фільтра Золотарьова має у смузі пропускання коливальний характер, а в смузі затримання - немонотонний, з характерними сплесками.

Кварцові фільтри.

У реальних умовах добротності котушок становлять десятки, іноді сотні, але для отримання необхідних харктеристик в ряді випадків необхідні добротності значно більші, насамперед у смугових фільтрах з вузькою смугою пропускання. Для таких цілей використовують кварцові фільтри.

Кварцові фільтри працюють за наступним принципом: в платівці, вирізаної з природного матеріалу - кварцу, виявляються прямий і зворотний п'єзоелектричний ефекти, що складаються в тому, що при стисненні і розтягуванні пластинки, на одній її поверхні з'являється позитивний заряд, а на другий - негативний. Якщо ж покрити дві грані пластинки металом і прикласти до них змінну напругу, то платівка стане стискатися і розтягуватися, тобто виходять механічні коливання. Це називається зворотним п'єзоелектричним ефектом.
Як всяка коливальна система, кварцова пластинка має власну частоту коливань, яка залежить від її геометричних розмірів. Власна частота кварцової пластинки при товщині 1 мм становить одиниці мегагерц.

Магнітострикційні фільтри.

Коливальні системи можуть бути як електричними, так і механічними. Наприклад, камертон, натягнута струна і тому подібні пристрої є типово коливальними системами. За принципом успользованія коливальних властивостей подібних деталей розроблені і використовуються в техніці зв'язку електромеханічні фільтри, добротності яких вельми високі - порядку одиниць тисяч. Принцип дії цих фільтрів полягає в наступному. Виявилося, що деякі матеріали, наприклад нікель, ферит і інші, мають властивості змінювати свою довжину при зміні магнітного поля, в якому вони знаходяться. Подібний ефект називають магнітострикційним. Він використовується в електромеханічних магнітострикційних фільтрах, що складаються з жорстко закріпленого нікелевого або ферритового стрижня довжиною в кілька сантиметрів. На стрижні знаходиться котушка з індуктивністю порядку десятка мікрогенрі і постійний магніт. При протіканні по котушці змінного струму магнітне поле змінюється, що призводить до зміни довжини стрижнів і їх резонансним частотам.

Подібні фільтри називають також магнітострикційними резонаторами. У таких фільтрах W2/W3 = 1,01 - 1,10, що відповідає добротним
2000 ... 4000 і у багато разів перевищує добротності, які можна отримати в
LC-фільтрах.

Лінії затримки.

У будь ланцюга, що містить накопичувачі енергії, максимальні значення миттєвих вихідних напруг зрушені за часом щодо аналогчних максимальних вхідних напруг. Наприклад в нижчеподаній схемою вихідна напруга відстає по фазі від вхідного, через що між цими напругами утворюється зсув у часі. Такий час затримки називають груповим.

Слід зазначити, що з підвищенням частоти час затримки скорочується т. к. ємність є частотозавісімим елементом.

Активні фільтри.

Фільтри класу ARC називаються активними. На практиці найбільшого поширення набули фільтри, у яких в якості активних елементів використовуються операційні підсилювачі.

Ланцюги з переключающими конденсаторами.

Сучасна мікроелектроніка дозволяє виготовляти на одному кристалі і за один технологічний цикл електронні пристрої, що містять велику кількість елементів - резисторів, конденсаторів, транзисторів, ОУ і т. д..
Проте обсяг, займаний резистором, значно (іноді до 100 разів) перевищує обсяг, займаний конденсатором, причому із збільшенням опору резистора збільшуються його розміри. Таким чином виявилася надзвичайно перспективною ідея - замінити резистори деякої, нехай навіть багатоелементної схемою, але не містить резистивних елементів.
Така заміна досить істотна також і тому, що зменшення числа резисторів знижує споживану потужність і виділення тепла в мікросхемі.

Розглянемо таку заміну на схемах 1 і 2.

Нехай є схема 1, якщо U1> U2, то по ланцюгу потече струм від точки а до точки в. Замінимо тепер схему 1 схемою 2. Перемикач К в деякий момент переведемо з положення 2 в положення 1. Оскільки напруга на конденсаторі відмінно від напруги U1, конденсатор стане заряджатися і в гілки першого джерела потече струм, також, як він протікав у схемі 1.
Після перемикання ключа в положення 2, конденсатор стане розряджатися і в провіднику в виявиться струм. Ці перемикання виробляють з досить великою частотою, яку називають тактовою. В якості перемикача використовують спеціальний електронний пристрій, що не містить резисторів.

Цифрові фільтри.

Цифрові фільтри (еквалайзери) отримали широке розповсюдження завдяки інтенсивному розвитку ЕОМ.
Можливості таких еквалайзерів практично необмежені (залежить від складності програми). При обробці цифровим еквалайзером є можливість встановити добротність до 10000, коефіцієнт посилення на певній частоті може досягати 50 дБ, а ослаблення - до негативної нескінченності (повного придушення частоти), чого ніколи не вдасться отримати на аналогових фільтрах! Цифрові еквалайзери не дають фазових зрушень частот, хоча якщо треба це зімітувати, то подібне не проблема. Цифрові еквалайзери ніколи не додадуть шум в сигнал, т. к. обробляється оцифрований сигнал і якість цієї обробки залежить від складності алгоритму, частоти дискретизації і битности.


загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар