hhis2 (558068), страница 8
Текст из файла (страница 8)
составляет =6 от асимптот в точках 137' !з ь и г02заь Ъпрааоичие 1.22. Докажнгс послелное 5 яержле нгс Возникает интересныи вопрос. можно лн слезать фильтр с какой-либо дрчгогг заданной амплитудной характеристикой и какой-либо другой заланвой фазовой хараш.еристикой. Пьсть вас эггг не удивляет. ио ответить можно только отрицательно--нельзя Фнзовая и амплитулвая характеристики для всех возможных фильтров подчиняются законам причинной связи (л.е. характеристика является Гааз мендации являются ферритовые бусины (маленькие торроидальные сердечники) и дроссели в высокочастотных схемах. Несколько бусин нанизывают на провод, благодаря этому соединение, выполненное с помощью провода, становится в некоторой степени индуктивным; импе- данс на высоких частотах увеличивается и предотвращает «колебания» в схеме, при этом в отличие от 11С-фильтра активное сопротивление схемы не увеличивается.
Радиочастотный дроссель — это катушка, состожцая из нескольких витков провола и ферритового сердечника и используемая с той же целью в радиочастотных схемах. следствием определенных свойств. но не их причиной). Частотные хаивктернстики двфферевцвРуницих н ивтегрвруюпюх яС-цепей. Схема дифференцнруюшей )тС-цепи, которую мы рассмотрели в разд. 1.14, имеет такой же вид, как и схема фильтра высоких частот, приведенная в настоящем разделе.
Чем же считать такую схему, зависит от того, что вас больше интересует: преобразование сигналов во времени или частотная характеристика. Полученное ранее временное условие правильной работы схемы 6Г „«Н ) можно сформулировать иначе, применительно к частотной характеристике: для того чтобы выходной сигнал был небольшим по сравнению с входным, частота должна быть значительно ниже, чем в точке — 3 дБ. В этом легко убедиться.
Допустим, что входной сигнал равен 11м = яп во Воспользуемся уравнением, которое мы получили ранее для выхода дифференцнатора: с1 17 = ЯС вЂ” япву = в11Ссозвь сту 1.20. Векторные диаграммы Для анализа реактивных схем очень удобен один графический метод. В качестве примера рассмотрим тот факт, что 11С-фильтр на частоте у'= 112лтхС обеспечивает ослабление на 3 дБ. Этот результат мы получили в разд. 1.!9. Он справедлив как для фильтров высоких частот, так и для фильтров низких частот. На первый взгляд этот факт может показаться странным, так как на этой частоте реактивное сопротивление конденсатора равна сопротивлению резистора и можно предположить, что ослабление должно составлять 6 дБ.
К такому же результату вы придете. если замените конденсатор резистором с таким же, как у конденсатора.импедансом (напомним, что ослабление 6 дБ означает уменьшение напряжения вдвое). Дело в том, что нужно учитывать реактивность конденсатора. и в этом как раз может помочь векторная днаграмма (рис 1.61). Влоль осей отхладываются действительная уактивная или резистнвная) и мннмая 1реактивная или Отсюда 11,„„«11,„, если вттС«1, т.е. 11С «1ув.
Если входной сигнал солержит некоторый диапазон частот. то условие должно выполняться для самых высоких частот входного диапазона. Схема интегрирующей ЯС-цепи (разд. !.15) имеет такой же вид, как и схема фильтра низких частот: аналогично в хорошем интеграт оре самые низкие частоты входного сигнала должны существенно превышать часс оту в точке — 3 дБ. Ивдуктнввостя и конденсаторы. Индуктивностн, также как и конденсаторы. н сочетании с резисторами с бразую1 схемь фнльтров низких 1илн высоких) частот Однако на практике тт1.-фильтры низких и высоких частот. встречаются репко. Это связано с тем. что индуктивности более громозлкн н дороги. а работаюс хуже. чем конденсаторы (их характеристики более существенно отличаются от идеальных). Если есть возможность выбора.
то предпочтение лучше отдать конденсатору. Исключением из этой общей реко- о л ,1с" -суссс 'УУ 2 рис ьы Н 1.21. По и ив при х 1 ная) компоненты импедннса 1КЕ ПЛОСКОСтн М и можно изображать '' пряжение (комплексн екдюе, в послеловааз ассмотрнм характеристику йельных цепях под обного типа, так как Еще раз ра ЯС-фильтра низких частот (рис. 1 59). 'носк в такои цепи во всех точках одинаков. " н- В аво от точки перегиба графика вьуходе - — амплитуда убывает пропорционально ей схеме (будем рассматрн- право от т е РС-делителя напряже- ная амплиту Ц.
В пределах одной октавы (одна окта- 'зьуи) ВХОДНОЕ НаПРЯж, Р яжение п иложенное м ыке, соответствует изменем соединению резне- ва, как в муз и ццследовательному ди енсато а С) пропорцио- нию частоты в вдвое) выходная амплитуда ззээра я и конденсатора шается вдвое, т.е. ослабление сос- Ийяьно длине гипоте уз н ы, а выходное уменьшается — — 6 дБ; следовательно, простои З)вмиряжение (снима емое с резистора Я) — тавляет Д '- ЯС-ф тр обеспечивает ослабление 6 Бу ву. Можно конструировать Я олыппса. Диа- Я ильтр тств ет такой частоте, д окта у.
о ф ы, состоящие из нескольких ЯС- пол)чим значения спада о ль активного сопро- ильтры, с енсато а равен Я, т.е. секций: тогда з, 12 Б,Уоктава (для двух ЯС-секции), М.'...))2 11С з ди р Из аг аммы видно, что д, 18 лБ,Уоктава (для трех секции) и т. д. Так 3 дБ обычн описывают поведение фильтра н о ого напряжения ко, окт ', йарол между не~~орами определя т фа- частотах- леж зез1втй сдвиг между входным й по назывнусл нтрехп люснымя 1Слово юю- ~й на м/2, а сам выхолной сигнал ый н р' ма ется в э й который е В нем используется комплексная переда- л)уз)й)))ййй метод дает наглЯдное пРедстав- а к е ой ча тточная к':-:.йт,- ной плоскости, которую инженеры назы- 'ймц) чмяьз в .ж.с-цж~. например, .~Щйо этого метода можно ОНРеделить При работе с многокаскалными фильт- 1ЗИаХУ~УЯТРРИСтИКУ фИЛЬтРа ВЫСОКИХ ЧаСтат.
е ать о . особ н- )1~Щ)змвэ мы Уже полУчили Раньше с по- Ка й новью каскад существенно 'М~ бр' х преобразова й нагружает пре у й 1так как Они „енйяяунинение 1дэ. Пользуясь метаном векторнои тнчнЫ Между : собой), и это приводит к жяурамвоь лолунит хврактеристнкь ло.-йнзьпж тому, что результирующая характернсти йисввихс частот. ка не является простой совоку пностью Я характеристик составляющих ад х каскадов. Напомним что при выводе характерис- нстО'ьннк имеет нулевОй тькшс" а нат зка — бесконечный, Одзш нз е вано новвннс вхотвнзто~'* Чему даНС а НатруЗКа— дръ нн друга состоит в сом б ноя . чтобы каж'~11вацииамьс о~уз~с характерно|яку фильз ра низких тельно Оольший пюй.
Еше эффективнее использовать в ка- ,;,, ~ ннтересиын пример использования е т ° межкаск:.юых буферов активные ' схемы на транзисторах нли операци е ационныл '~1Д~СДВИГаЮШЕй СХЕМЫ. ДаЮШЕЙ ПОСТО- с и . ях (Оун н с. - сит активные ,))Йи)ью амплитудь. фнльп ры. Э ппм вопросам по м посвящены ' гл.
2.5 48 Глава 1 Основы электроники 49 й1,0 = 1/2 л (ЕС) г явс. 1.65 — / 6 =122»(10) Рис Ь61 1.22. Резонансные схемы тт активные фиды)нп Конденсаторы. которые используются в специальных схемах, называемых активными фильтрами, а также в сочетании с индуктивностями, позволяют «заострять» частотную характеристику схемы (по сравнению с пологой характеристикой ЯС-фильтра характеристика такой схемы на некоторой частоте имеет большой резкий всплеск). Подобные схемы находят применение в устройствах, работающих в диапазоне звуковых частот и радио- частот.
Итак, познакомимся с ЕС-цепями (подробному анализу этих цепей и активных фильтров посвящены гл. 5 и приложение 3). Начнем со схемы. представленной на рис. 1.62. На частоте т реактивное сопротивление ЕС-контура равно шС ( — = — + — = — — — = ~~ тоС вЂ” — ~, Хьс Хь Хс !Ы 1 ~ птЕ,1 или Хгс = 2У[(1,)шА) — вы. Ы-контур в сочетании с резистором Я образует делитель напряжения; в связи с тем, что индуктивность и конденсат-ор противоположным образом реагируют на изменение частоты, импеланс параллель- Рис ! 61.
Рс онансиая ьг слепа пшрояс~олосныи филь~о Рис ! 64 Узаополссный режеаторный ЬС-фильтр (аловтшяаь) ной ЕС-цепи на резонансной частоте ); = 1,~2х(ЕС)з" стремится к бесконечности-на характеристике при этом значении частоты должен наблюдаться резкий всплеск. График такой характеристики представлен на рис. 1.63.
В действительности пик характеристики сглажен за счет потерь в индуктивности и конденсаторе, однако если схема сконструирована хорошо, то эти потери очень невелики. Если же хотят специально сгладить характеристику, то в схему включают дополнительный резистор, ухудшающий добротность контура Д. Такая схема называется параллельным резонансным ЕС-контуром или избирательной схемой. Она широко используется в радиотехнике для вылеления из всего частотного диапазона сигналов некоторой частоты усиления (Е или С могут быть переменными, и с их помощью можно настраивать резонансный контурна определенную частоту) Чем выше импеданс источника.
тем острее пик характеристики: как вы вскоре убедитесь, в качестве источника принято использовать устройство типа источника тока. Коэффициент лобротности Д позволяет оценивать характеристикь контура. чем больше лоброзность. тем острее характеристика. Досбротиость равна резонансной частоте. полеленной па ширину пика, определенную по точкам — 3 дБ. Для параллельной тсЛС-схемы Д = шоЯС. Другой разновидност.ью ЕС-схем является последовательная ЕС-схема (рис. 1.64).
Используя выражение для импесанса. можно показать, что импеданс послеловгшельной ЕС-схемтя стремится к кулю на часзоте тс = 1 2я(ЕС)ы~; такая схема нв резонансной частоте или вблизи пее как бы «захватывает» сигнал и зазем , диет его. Эта схема, так же как и предыдущая, применяется в основном в радиочвтптнке На рис 1 65 изображена ее яррцктеристика. Для последовательной 4РшС а = шоЕ)К ММэвннвн 1.16. Выаелите выражение лля : Йшй)пчрвствни (оп1жлеляюшей зависимость отиоше ".',!!Вй((тй, ттт от частоты) сземы с послеловательвым ":1 Яш(Я»йпзром, лоиазавной на рис 1 64 ф$3,: Другие примеры непользования :.1рьжжйс~ь'айзтров ' ';:йй(1)й))рисаторы являются необходимым Пйеитом не только для фильтров, 'тсных, дифференцирующих и ин щих схем, но и для раша других (р9~((йй)1пважных схем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
