hhis7 (558073), страница 4
Текст из файла (страница 4)
полипом Чебытпева первого рода Антнввьхе фкмсьтрм н генераторы кяб степени л. а и -константа. определяюшая неравномерность характеристики в полосе пропускания. Фильтр Чебышева, как и фильтр Баттерворта имеет фазочастотные характеристики. далекие от идеальных. На рис 5.11 представлены для сравнения характеристики б-полюсных фильтров нижних частот Чебышева и Баттерворта. Как легко заметить, и тоз, и другой намного лучше б-полюсного )тС- фильтра. На самом деле фильтр Баттерворта с максимально плоской характеристикой в полосе пропускания не столь привлекателен. как это может показаться, поскольку в любом случае приходится мириться с некозорой неравномерностью в полосе пропускания ~для фильтра Баттерворта это будет постепенное понижение характеристики при приближении к частоте;и а для фильтра Чебышева — пульсации, распределенные по всей полосе пропускания) Кроме того.
активные фильтры., построенные из элементов. номиналы которых имеют некоторый допуск, будут обладать характеристикой, отличающейся от расчетной, а это значит. что в действительности на характеристике фильтра Баттерворта всегда булез иметь место некоторая неравномерность в полосе пропускання. На рис. 5.12 проиллюстрировано влияние наиболее нежелательных отклонений значений емкости конденсатора н сопротивления резистора на характеристику фильтра.
рвс Х Ы Вкнкнвс к мокееве окрвмстоов сны "н1оь ив хврхмсри,ик активе в: фильтре тай Гни а В Антннные фильтры н генераторы 287 Существует много различных способов ггроектирования фильтров, в которых делаются попытки улучшить рабочие параметры фильтра Бесселя во временной области. частично жертвуя постоянством времени запаздывания ради уменьшения времеви нарве~анин и улучшения амплигудно-частотной характеристики. Фильтр Гаусса имеет почти столь же хорошие фазочастотные характеристики, как и фильтр Бесселя, но при улучшенной переходной характеристике. Другой интересный класс прелставляют собой фильтры, позволяюшие добиться одинаковых по величине пульсаций кривой времени запаздывания в полосе пропускання )аналогично пульсациям амплитудно-частотной характеристики фильтра Чебышева) и обеспечивакнцие примерно одинаковое запаздывание для сигналов со спектром вплоть зо полосы задерживания.
Еше один подход к созланию фильтров с постоянным временем запаздывания . это применение всепропускающих фильтров, называемых иначе корректорами во временной области. Эти филътры обладаю постоянной амплитудно-частотной харакгеристикой. ,:Х;Срзнненне хзрзхгернстня фильтров пнжннх частот *' Чнолг Вр мя Выброг ггмп ло 903 !.1 10 13 14 14 !д 10 ,О гд О,л 0,1 6 и. 36 66 э» *14 яо 80 '30 . :60 0.7 г,' "1 гья. 0.4 34 а4 1оз !4Я 14 Ыыгял 1 0' !эйо ль,.о' Хрл ггрогхггггг ь:ыгг г и фь.пар"л г ыояггл ." рг л В свете вышеизложенного весьма ра- лиОналъиОЙ ст)33'ктурОЙ яВляется фильтр Чебышева Иногла его называют равно- волновым филътром, так как его характеристика в области перехода имеет большую крутизну за счет того, что по полосе пропускания распределено несколько равновеликих пульсаций, число которых возрастает вместе с порядком фильтра.
Даже при сравнительно малых пульсациях )порядка О.1 дБ) филшр Чебышева обеспечивает намного большую крутизну характеристики в переходной области. чем фильтр Баттерворта. Чтобы выразить эту разнипу количественно, предположим. что требуется фильтр с неравномерностью характеристики в полосе пропускания не более 0,1 дБ и затуханием 20 дБ на частоте. отличающейся на 25% от граничной частоты полосы пропускання. Расчет показывает„что в этом случае требуется 19-полизсный фильтр Баттервортн нли всего лишь 8-полизсный фильтр Чебышева. Мысль о том, что можно мириться с пульсациями характеристики в полосе пропускания ради увеличения крутизны переходного участка, доводится ло своего логического завершения в идее гак называемого эллиптического фильгра гили филыра Кауэра).
в котором лопускаются пульсапни характеристики как в полосе пропускания. так и в полосе зндерзкивания ради обеспечения крутизны церехолиого участка лаже большей. чем у характеристики фильтра Чебышева. С помогцъю ЭВМ можно сконструировагь элаигзтичсские филшры 7 ак же просто, как н классические фильтры Чебышева н Баттерворга Иа рис 13 пре.гставлецо графическое залание амплитудно-частотнон характер.истикан фильтра В этом глучас )фильтр ИИЖНИ?: 1асТОТ ОггРЕгэсяягоген ЛОПгг"гнмый диапазон коэффициента переда н фильтра Ог.с неравномерность) в полосе пропускания, минимальная частота, на которой характеристика покилае. цолгзсч пропускания.
максимальная частгма. 1де характеристика перехолиг н по посх запер ЖИВания. и минимальпОе заггхзние В .О лосе згшерживания Фильтры Бесселя. Как было зстановлс- Чяггога (лог ягыгля1 Рпг 3 13 зяланнг пярямггроя чяогочпон харя тики фяльгра но ранее. амплитудно-частотная ха ристика фильтра нс лает о нем по " информации. Филыр с глоской а ' "' тулио-частотной характеристикой мо' иметь большие сдвиги фаз.
В резуль этого форма сигнала, спектр кото лежит в полосе пропускания. будет жена при прохождении через фнльтугг ситуапии, при которой форма сит имеет первостепенное значение жела но тьметь в распоряжении линейно вый фильтр (фильтр с постоягп1ым в, ' нем запаздывания). Прел ьявление, фильтру требования обеспечения ного изменения сдвига фазы в з мости от частоты эквивалентно треб ' нию постоянсгва времени запнз для сигнала, спектр которого распоп в полосе ИРопУскавиЯ.
т.е. Отсузствин..г кажений формы сигнала. Филъгр Бе Огнкже называемый фильтром Тома имеет наиболее гглоский участок кр времени запаздывания В полосе прону ния. пгзлобпо 1о;г; как фильгр Ба норта имеет наиболее гшоск зо амг.. по-гасготгпУю хаРакгеРисгикз Ч1ооы.. ЫЯТЬ, КБКОЕ хг1УЧЛ3ЕН111 Во ВРЕМоззпй:.чтя ласти дает фильтр Бесселя. посмотрзвй рис. 5.14.
1ле изображены нормировав по частоте графики времени запзз~' иия дзя 0-полгосных фильтров гагя:х'6) частот Бесселя и Батгерворга характерястик,г времени чапзчдынзФ"., фильтра Батгерворта г буславзипаег ~''" явление эффект:в тип! выброса прр Яйлг'. хождении через фильтр импульсиьгх е .:- ' г'03) 0 0 0 0 1 0 1 2 1 й 1 0 1 В 2 0 Чзспгопге, рзл /о яненно племенных зяпязлыяаннй лля льтроь ннжннх чяогог Бесселя 313 я а). Фильтр Бесселя бчяголяр» своим еяойогяям яо лргмонной области лягг 'Всмненнг формы гпгняля ;:-:;фугой же стороньг, за постоен запаздывания у фильтра " 'однтся расшзачнваться тем, ьчйячплитуддо-частотная характееше более пологий переток между полосами пропус рживания.
чем даже у харак- '".'фильтра Баттерворга Время у.гляоя Нячазо Гяляблгняг. пеняй г гмлооы лБ по лм = 1ОБ л 01, ння. ль — згг 233 Глава Б й 0,5 1'Иы.п' Г!ои О 0 05 10 15 20 25 00 Бремя,с Рис. 5.15 Сравнение пеГнхолаых п1юпессов Бполысаьп фильтров нижних частое Кривые нормированы привелеиисм значения ослабгеиия 3 лБ г частоте 1 Гп. 1- фн.аыр Бесела; 2 фильтр Бах герворча, 3 11мльтр Чебьы~ева 1пульсапии 0.5 лБ) а сдвиг фазы можсг меняться согласно конкрегцым требованиям.
Таким образом, их можно применять для выравнивания времени запаздывания любых фильтров, в частности фильтров Багтерворта н Чебышева. Сравнение фильтров. Несмотря на ранее высказанные замечания о переходной характеристике фильтров Бесселя, он все же обладает очень хорошими свойствами во временной области по сравнению с филь срами Батгерворта и Чебышева Сам фильтр Чебышева при его весьма гюдходяшеи акпшитудно-гасготнов характеристике имеет иаихудпше параметры во временной Области из всех этих трех ыпгон фнльтров Фильтр Баттерворта дае1 компромисс между частотами в временными характеристиками.
В забл. 5 1 н иа рис. 5.15 дана информация по рабочим харак1ерис-гикам этих трех типов фильт. ров во временной Обласзи. дополняющая привслснные раисе 11зафнкя ам1 читу;1ноча тотиых характеристик ПО .1тнм данным можв1 слезать иьзгиэд. что в тех гть'1аях ког 1а важны параметры фи:1ьт(эа во времеьпсзй Области;келгпельно применять фильтр Бесселя Известнья очень хитроумныс конструхгии активных фильтров. каждын вз которых испОльзуе:тся лля 1О1 О. чтОбы и качсс'гвс харак ге(чистики фильтра ную функцию, как, например, ф, Баттерворта, Чебышева и др. (Ы ж спросить. зачем вообще нужно бо одной схемы активного филю Ра'1 Пр '~„';, на в том, что каждая схемная реа„ззв является наилучшей в смысле тех ': -.
иных желательных свойсг В, И Поэт'. «абсолютно лучпзейп схемы активя"' фильтра не сушесгвуеч. Некоторые свойства, желательные." схемы активного фильтра. таковы а) х лое число элементов, как акзивньпь '"' и пассивных; б) легкость регулировки;,'" малое влияние разброса параметров з " ментов, в особенности значений емк ковденсато(изв;1) отсутствие жестких," бований к применяемому операциощ(а усилителю, в особенности требовал скорости нарастания, ширине полосы '"' пускания и полному выходному с тивлению; д) возможность создания: сокодобротных фильтров; е) нечувс." тсльность характеристик филгпра по ношению к параметрам элементов ц,;,'з эффипиенту усиления ОУ (в часгн произведению коэффициента усилецн1( ширину полосы пропускания,(,). По : им причинам последнее свойсгво яв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
