d) Активные RC-фильтры.

РЕФЕРАТ

Тема: Расчет LC и ARC-фильтров

Выполнила: Кудайбергенова Ш. РЭТ-216гр.

Проверила: Алимгазинова Н.Ш.

АЛМАТЫ – 2013г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Введение

1.1. Общие понятия о фильтрах

2.Основная часть

2.1. Расчет пассивных LC-фильтров

2.2. Расчет ARC-фильтров

3.Заключение

4.Список использованной литературы

1. Введение

1.1. Общие понятия о фильтрах

Фильтр в электронике — устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных. По тому, какие частоты фильтром пропускаются (задерживаются), фильтры подразделяются на

· фильтры низких частот (ФНЧ)

· фильтры высоких частот (ФВЧ)

· полосно-пропускающие фильтры (ППФ)

· полосно-задерживающие (режекторные) фильтры (ПЗФ)

a)

1 рис.

Среди множества рекурсивных фильтров отдельно выделяют следующие фильтры (по виду передаточной функции):

· фильтры Чебышёва

· фильтры Бесселя

· фильтры Баттерворта

· эллиптические фильтры

По элементам:

a) Пассивный(состоит из L и C элементов);

b) Неиндукционный(состоит из R и C элементов);

c) Пьезоэлектрический;

d) Активные RC-фильтры.

2. Основная часть

2.1. Расчет пассивного LC – фильтра.

LC-фильтры были первыми фильтрами, которые использовались в уст-ройствах передачи сигналов. Пассивный фильтр, реализующий характеристики Баттерворта или Чебышева, представляет лестничную LC-цепь, включенную между резистивным сопротивлением источника сигнала и нагрузкой R_н .

2.1.1. Фильтр низких частот

Схема фильтра:

Прежде всего следует определить порядок ФПНЧ. Для фильтров с характе- ристиками Баттерворта порядок находится по формуле

. (1.2)

Для фильтров с характеристиками Чебышева

(1.3)

В выражениях (1.2) и (1.3) нормированная граничная частота полосы задер-живания ФПНЧ рассчитывается по формулам:

для ФНЧ: ; (1.4)

для ФВЧ: ; (1.5)

для ППФ: ; (1.6)

для ПЗФ: (1.7)

В выражениях (1.6) и (1.7)

(1.8)

(1.9)

Рассчитанное значение n следуетокруглить до ближайшего большего це- лого числа.

Схемы ФПНЧ и нумерация их элементов в зависимости от порядка филь-тра-прототипа и режима работы приведены на рисунках 1.2 ¸ 1.4: на рис.1.2 –для режима двусторонней нагрузки; на рис.1.3 – для режима заданного входного на-пряжения и на рис.1.4 – для режима холостого хода.

Преобразование элементов ФПНЧ в элементы фильтров

Таблица 1.10

Элементы ФПНЧ	Элементы фильтров	Тип фильтра
		ФНЧ
		ФВЧ
		ППФ
		ПЗФ

\

2.2. Расчет АRC-фильтров

Основной недостатокLC-фильтров, работающих в диапазоне частот

Менее 50 кГц– большие габариты и вес, обусловленные значительными раз-мерами индуктивных катушек на этих частотах.

Этого недостатка лишены активныеRC-фильтры. Такой фильтр содержит

резисторы, конденсаторы и активные элементы(как правило, операционные

усилители). Активные фильтры широко используют в геофизической, медицин-ской аппаратуре, устройствах связи. В простых случаях активный фильтр пред-ставляет каскадное соединение звеньев второго-первого порядков.

Фильтр низких частот(ФНЧ)	Фильтр высоких частот (ФВЧ)

Схема ARC фильтра составляется путем каскадно-развязанного соединения звеньев второго и первого порядка, каждое из которых реализует один из сомно-жителей функции H (p),

- для ФНЧ (2.1)

- для ППФ; (2.2)

- для ФВЧ; (2.3)

- для ПЗФ. (2.4)

Кроме того, передаточные функции ФНЧ и ФВЧ нечетных порядков будут

содержать по одному сомножителю первого порядка

(2.5)

передаточная функция реализованного фильтра имеет вид

а характеристика ослабления

= (2.10)

Отсюда следует, что

(дБ).

В результате расчета ARC – фильтра:

1). приводим схему ARC – фильтра, составленную путем каскадного соединения звеньев;

2). расчет параметров элементов звеньев методом уравнивания коэффициентов;

3). построим графики АЧХ и ФЧХ, а также частотных зависимостей чувствительностей АЧХ и ФЧХ к изменению параметра заданного элемента wk для звена фильтра;

4). рассчитаем характеристику ослабления ARC – фильтра через его передаточную функцию Н (р);

3. Заключение.

Фильтр в электронике — устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных.

Фильтры, построенные на основе катушек индуктивности(L) и конденса-торов(C) условно называютLC - фильтрами. Они обладают более высокой се-лективностью по сравнению сRC - фильтрами из-за использования в своем со-ставе двух элементов, сопротивление которых зависит от частоты сигнальных

токов– конденсатора и катушки индуктивности. LC - фильтры обладают мень-шим затуханием в полосе пропускания и большим затуханием в полосе задер-жания по сравнению сRC-фильтрами.

ПрименяютLC - фильтры в основном в ультразвуковом и радиочастот-ном диапазонах, в которых они обладают приемлемыми габаритами. Хотя в тех

случаях, когдаRC - фильтры не обеспечивают необходимой селективности,

LC - фильтры используют и в диапазоне звуковых частот.

АктивныеRC-фильтры. Такой фильтр содержит резисторы, конденсаторы и активные элементы(как правило, операционные усилители). Активные фильтры широко используют в геофизической, медицин-ской аппаратуре, устройствах связи. В простых случаях активный фильтр пред-ставляет каскадное соединение звеньев второго-первого порядков.

Передаточная функция такого фильтра представляет произведение со-множителей второго порядка:

H (p) = H₁ (p) H₂ (p) H₃(р)

Список использованной литературы:

1. Зааль Р. «Справочник по расчету фильтров» Москва, «Радио и связь» 1983г.

2. РАСЧЕТ LC И ARC ФИЛЬТРОВ Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Основы теории цепей» В.С. Климов, Н.К. Логвинова, Л.А.Чечулина

3. ЧАСТОТНЫЕ ФИЛЬТРЫ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ: ПАССИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ Ю.И. КОРОТЧЕНКО