ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Конспект лекций для студентов направления подготовки 210400.62 – «Радиотехника» Разработал Доцент кафедры РС НовГУ Жукова И.Н. Министерство. - презентация

1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Конспект лекций для студентов направления подготовки – «Радиотехника» Разработал Доцент кафедры РС НовГУ Жукова И.Н. Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого» Кафедра «Радиосистемы»

2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ

3 Электрические фильтры - электрические цепи, предназначенные для выделения колебаний определенного диапазона частот НЧ АЧХ Полоса прозрачности Полоса задерживания Частота среза ВЧПППЗ

4 Классификация фильтров пассивные фильтры, которые состоят только из пассивных элементов, реактивные (или LC-) фильтры, безындуктивные (или RC-) фильтры пьезоэлектрические (или кварцевые) фильтры активные фильтры устройства, содержащие усилительные элементы и пассивные фильтры.

5 Основные качественные показатели фильтра Затухание -степень уменьшения амплитуды напряжения от входа к выходу. Частотная характеристика 1 неп = 8,686 дб

6 Для фильтра из N идентичных симметричных звеньев коэффициент передачи по напряжению равен произведению коэффициентов передачи отдельных звеньев Способ построения фильтров - согласованное каскадное соединение отдельных звеньев АЧХ фильтра определяется только зависимостью от частоты постоянной ослабления каждого звена

7 Для получения идеальной характеристики Ни один из элементов фильтра не должен вносить потерь энергии во всей полосе прозрачности, сопротивления звеньев должны быть реактивными, В полосе прозрачности энергия должна передаваться только в одном направлении от генератора к нагрузке. нагрузка должна быть активным сопротивлением активным должно быть входное сопротивление любого звена фильтра

8 Типовые звенья Условие прозрачности фильтра мнимые составляющие сопротивления должны иметь различные знаки На частотах среза В пределах полосы пропускания характеристические сопротивления как Г-, так и Т-образного звеньев имеют чисто резистивный характер, а за пределами полосы пропускания чисто реактивный. Полосы пропускания Г-, П- и Т-образных звеньев при одних и тех же значениях сопротивлений Z 1 и Z 2 одинаковы, а постоянная ослабления Г-образного звена будут вдвое ниже, чем соответствующие постоянные Т- или П- образных звеньев.

9 Фильтры типа k

10 произведение комплексных сопротивлений ветвей не зависит от частоты и Z 1 Z 2 =k 2 Условие прозрачности

11 Характеристические сопротивления П- и Т-образных звеньев типа k Входное сопротивление согласованного фильтра называется характеристическим или волновым и обозначается Z С. Причины, по которым фильтр не обеспечивает бесконечно большого затухания в области задерживания: Z 1 и Z 2 зависят от частоты, Z СТ и Z СП зависят от частоты и R H во всей полосе прозрачности подбор L и С обеспечивает Z СТ = Z СП = R H только на одной частоте полосы прозрачности при любой частоте в области задерживания Z1 должно быть бесконечно большим, а Z2 равным нулю.

12 Фильтры нижних частот Активное Индуктивное Ёмкостное

13 Фильтры верхних частот

14 Полосовые фильтры

15 Заграждающие фильтры

16 Безындуктивные (или RC-) фильтры

17 Фильтр нижних частот Постоянная времени цепи Постоянная времени, обобщённый параметр, характеризующий динамические свойства (инерционность) объекта исследования и имеющий размерность времени. В частности, характеризует скорость изменения тока или напряжения в цепи.

18 Граничная частота Область прозрачности Область интегрирования

19 Фильтр верхних частот

20 Граничная частота

21 Переход от многозвенного фильтра к длинным линиям число звеньев (п ) L' и С' бесконечно малые L'/C' конечная величина характеристическое сопротивление линии не зависит от частоты и имеет чисто активный характер