ЗАДАНИЕ
1. Законспектируйте материал
2. Выучите
3. Начертите схему классификации фильтров
Электрические частотные фильтры. Назначение, классификация.
Электрический частотный фильтр необходим в цепи для пропуска лишь желаемого диапазона частот, сигналов в виде тока или напряжения. Он представляет собой четырехполюсник.
Требования к электрофильтрам
Электрические фильтры должны соответствовать таким критериям:
— коэффициент затухания в полосе пропускания стремится к нулю;
— коэффициент затухания в полосе задержки стремится к бесконечности;
— в фильтре присутствуют только реактивные элементы (емкость и индуктивность);
— активные сопротивления в конструкции отсутствуют;
— в фильтре должен обеспечиваться согласованный режим в границах частот, что обеспечивает эффективность передачи сигнала;
— фильтр не использует активную мощность в полосе пропускания.
Нужно отметить, что полосой затухания называют диапазон частот, которые пропускаются фильтром с большим затуханием, т.е. практически не пропускаются. Качественные фильтры могут задерживать до 99% сигнала, если мощность сигнала не превышает заявленные характеристики фильтра. Если частоты пропускаются без затухания, их диапазон называется полосой пропускания.
Классификация электрических фильтров
Выполняя классификацию по типам элементов, устройства делятся на: безындукционные
(включают в себя элементы C и R), реактивные (включают в себя элементы C и L) и прочие.
В схеме вместо резистивного элемента может быть индукционный – катушка.
По форме расположения элементов фильтры могут быть (см. схемы):
Рисунок — Схемы частотных фильтров (Г и Т образные)
Определяют такие виды электрических фильтров:
— Высокочастотные. Пропускают частоты: от частоты среза до бесконечности. Устройство предполагает параллельное подключение индуктивности и последовательное расположение емкости.
— Низкочастотные. Пропускают частоты: от нуля до частоты среза. Конструкция предполагает параллельное размещение емкости и последовательное расположение индуктивности.
— Заграждающие. Не пропускают лишь определенные частоты, а остальные пропускают. При параллельном подключении высокочастотных и низкочастотных фильтров и соблюдении технических условий формируется заграждающий фильтр.
— Полосовые. Пропускают только определенный диапазон частот. Это может быть совокупность низкочастотных и высокочастотных фильтров, включенных каскадно (при соблюдении определенных условий — настроенных на необходимые частоты).
— Комбинированные. Комбинация нескольких типов электрофильтров.
Учитывая схемы звеньев, электрические фильтры могут быть одно- и многозвенными.
Особенности и применение фильтров
Электрические фильтры используются в технике связи, радиотехнике, электротехнике, силовой электронике, различных отраслях промышленности. Устройства характеризуются такими преимуществами:
— пропускают или не пропускают определенный диапазон частот;
— сохраняют необходимые показатели на выходе;
— обеспечивают высокую скорость обработки сигнала;
— имеют широкие технические возможности для применения.
Из недостатков можно выделить чувствительность к перепадам напряжения и отсутствие универсальных моделей, то есть необходимо выбирать фильтр с определенными характеристиками с учетом имеющихся требований.