Материал: Теория линейных электрических цепей учеб. пособие

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

В полосе пропускания постоянная затухания ас .— О, фазовая постоянная определяется согласно (18.7) и (18.22):

c o s ö c = 1 - 2 [J.

(18.24)

Фазовая постоянная отрицательна и меняется от зт до нуля. В полосе задерживания собственное затухание согласно (18.9)

chac = 2 ^ - l ,

(18.25)

а фазовая постоянная

 

ЬС = я.

(18.26)

Знак «минус» объясняется тем, что при последовательном включе­ нии емкости напряжение на выходе опережает по фазе напряжение на входе. Зависимости собственного затухания звена и его фазовой постоянной от частоты показаны на рис. 18.10.

Рис. 18.10

Рис.

18.11

С характеристическим

сопротивлением дело

обстоит так же,

как и при фильтре нижних частот. Т-образное звено фильтра верх­ них частот согласно (17.53) обладает характеристическим сопротив­ лением:

2т = # о ] Л - - ^ .

(18-27)

Соответственно для П-образного звена согласно (17.55)

(18.28)

19

п/р. Кляцкина •

561'

Зависимость характеристического сопротивления от частоты показана на рис. 18.11. О согласовании можно повторить то, что было сказано о фильтре нижних частот.

-0

І2С9

 

2

 

0-

-0

0-

1.

T

Ci

 

 

z,

0-

-0

Pue. 18.12

 

5. Полосовые и заграждающие фильтры типа К. Рассмотрим теперь Г-образный четырехполюсник, изображенный на рис. 18.12. Для него

 

©С,

 

 

 

 

 

 

 

 

coLn

 

Произведение этих

сопротивлений

 

 

 

 

со/-!

i

 

 

 

 

 

m2

 

(18.29)

 

CÙC,

1

1 lui.,

 

 

 

 

 

(ÙLO

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

может равняться положительному числу

если соблюдено условие

равенства резонансных

частот:

 

 

 

 

Щі — Щг = Щ или L1 C1 =

L 2 C 2 :

1

(18.30)

 

562

В этом случае четырехполюсник является полузвеном фильтра типа К, так как

Z1Z2 = ^ = Rl

(18.31)

На рис. 18.12 изображены также Т- и П-образные звенья. Для полосового фильтра

I=-К --яг)(шС* -і) -- 1 (1 -3)Cî-1

Из равенства следует, что сопротивления Zx и Z 2 разного знака. Это необходимо, чтобы четырехполюсник был фильтром. Для определения граничных частот найдем модуль отношения сопротив­

лений

 

 

 

 

 

где согласно

(18.30)

 

 

 

 

 

f

- -

1

1

 

 

Іо

In ѴЦСх

2nVT^

Граничные

частоты

определяются

с помощью равенств (18.8).

Если

= 0,

то ~-{f=0

и

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

f = fo.

(18.33)

Если

же

= J, то

f

А - f - 1 /

 

 

 

 

f0

f - — V

 

Таким образом, для определения граничных частот получаются

два уравнения:

 

 

 

Решениями этих уравнений являются два значения граничных

частот:

 

 

 

 

 

 

 

f*=f°(Yi^+Ykï)]

(18-34)

Два других корня уравнений должны быть отброшены, так как они дают отрицательные значения частот. Заметим, что

 

Ыг = П-

(18.35)

Частота / 2 > /0 , а /х <

/ 0 . Если учесть (18.33), то получим две

полосы пропускания: от fx

до / 0 и от / 0 до /2 , которые слились в одну

полосу, простирающуюся от / j до/ 2 . Граничные частоты

и / 2 явля-

19*

563

ются частотами среза (рис. 18.13). Звенья фильтра, изображенные на рис. 18.12, пропускают колебания полосы частот от /х до /2 . Ниже частоты ft и выше / 2 лежат полосы задерживания. Поэтому эти четырехполюсники являются полосовыми фильтрами. Такой фильтр является как бы соединением двух предыдущих типов филь­ тров: ниже резонансной частоты / 0 он ведет себя как фильтр верхних частот, выше / 0 — как фильтр нижних частот.

В полосе пропускания собственное затухание ас = 0, фазовая постоянная согласно (18.7) и (18.32) определяется из уравнения:

cos br = 1

Ц Vfo

(18.36)

 

 

и изменяется от —я при / = fx (как для фильтра верхних

частот)

до нуля при / = /о и далее до я при / = / 2 (как для фильтра

нижних

частот.) Зависимость собственного затухания и фазовой постоянной от частоты показана на рис. 18.13.

Характеристические сопротивления, как и для предыдущих типов фильтров, сильно зависят от частоты:

^=RoY

1/

# 0

i-2

(18.37)

(18.38)

Зависимость

характеристических

сопротивлений от

частоты

в полосе пропускания показана на рис. 18.14.

 

Если

равенство (18.30) не выполняется (со01 Ф со02), т. е. резо­

нансные

частоты

последовательного

и параллельного

контуров

различны, то фильтр пропускает две полосы частот. Такие фильтры

применяются

редко.

 

 

 

 

 

Полузвено, Т- и П-образные звенья заграждающего фильтра

изображены

на

рис

18.15. Так как

в

этом случае,

аналогично

предыдущему,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

то при

=

0

получаются граничные

частоты / = 0

и / = оо.

Граничные частоты / х

и /» такие же, как и для полосового филь­

тра с

заменой

L x на

L 2

и наоборот.

Полосы пропускания — от

нуля до fy и от f2 до бесконечности. Между fx и [ 2 находится полоса задерживания, что характеризует заграждающий фильтр, не про­ пускающий колебания этой полосы частот. Зависимости собствен­ ного затухания и фазовой постоянной заграждающего фильтра от частоты показаны на рис. 18.16. Фильтры типа К, рассмотренные выше, являются наиболее простыми, но они имеют существенные недостатки. Первым недостатком, как уже указывалось, является

564

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/125945