Учебное пособие: Загальні уявлення про індуктивні фільтри

Практичне використання фільтрів, розглянутих вище, обмежено лише тими випадками, коли вимоги до характеристики затухання фільтра по обидві сторони від його смуги пропускання близькі до симетричних. В іншому випадку в деяких частотних областях буде мати місце невиправданий великий запас затухання, що говорить про існування більш економічного рішення по числу елементів. У відповідності з цим в загальному випадку смуговий фільтр може мати різне число сплесків зліва і справа від йог смуги пропускання, різну крутизну характеристики затухання при та при , що різко відрізняються по широті смуги переходу, коротшу характеристику затухання, яка суттєво відрізняється від симетричної.

Одна й та сама передаточна функція смугового фільтру може бути реалізована тим більшим числом, зовнішньо розрізняючих ступінчатих реактивних чотирьохполюсників, чим вище порядок функції. Частіше інших знаходять застосування фільтри, схеми яких подібні до схем фільтрів з симетричними характеристиками, схеми у вигляді каскадного з’єднання фільтра нижніх і верхніх частот. Крім ФНЧ, ФВЧ, СФ в техніці часто використовуються режекторні або, як їх іще називають, загороджувальні фільтри.

Характеристика загороджувального фільтра має вигляд, зображений на (мал. 8)

мал. 8

Якщо зрівняти цю характеристику смугового фільтра, то можна побачити, загороджувальний фільтр має характеристику затухання обернену до характеристики СФ, отже він також може бути одержаний з ФНЧ – прототипу, однак в цьому випадку в ФНЧ кожну ємність замінити послідовним коливальним контуром, а індуктивність – паралельним (мал. 9) причому резонансна частота всіх контурів повинна бути однаковою, тоді очевидно, що такий фільтр буде вільно (з малим затуханням) пропускати всі частоти нижчі і вище резонансної частоти контурів, а на частотах близьких до резонансу затухання фільтру буде великим, так як послідовні контури будуть надавати штучну дію на вхідний сигнал, а паралельний контур буде мати для нього великий опір.

ФНЧ СФ \ ЗФ

мал. 9

У радіолокаційній техніці широко використовується гребінчасті фільтри, у яких смуги пропускання чергуються зі смугами затримки. Е багато способів одержання гребінчастої характеристики затухання. Найпростішим з них є спосіб утворення такої характеристики з допомогою набору смугових або режекторних фільтрів. На (мал. 10(а,б) ) зображений спосіб отримання гребінчастої характеристики затухання.

вих

мал. 10 а.

вх.

вих.

мал. 10 б.

3. Вплив навантаження на характеристики фільтрів

Вплив опору навантаження на характеристики фільтрів розглянемо на прикладі найпростішого ФНЧ. Коли фільтр навантажений на опір z_н =z₀ , тобто не характеристичне, такий режим називається режимом узгодження.

мал. 11

В цьому випадку характеристика фільтра буде мати вигляд, показаний на мал. 12

мал. 12

Необхідно підкреслити, що такий вид характеристики фільтр буде мати лише тоді, коли він буде навантажений на опір, рівний характеристичному. Щоб вияснити можливе існування такого режиму, необхідно знайти характеристичний опір даного фільтра.

мал. 13

Користуючись теорією чотирьохполюсників можна написати для П-подібної схеми фільтра формулу, яка виражає залежність характеристичного опору від частоти

,