Тема №5. Электрические фильтры.

План:

1) Определение, назначение, применение электрических фильтров;

2) Классификация электрических фильтров;

3) Фильтр как четырёхполюсник;

4) Принцип работы фильтра;

5) Электрические схемы различных фильтров;

6) Зависимость сопротивления различных фильтров от частоты сигнала.

 

Электрический фильтр – это частотно зависимая цепь, назначение которой выделять на нагрузке сигналы определённого диапазона частот.

Принцип работы фильтра основан на изменении сопротивления и частоты сигнала => фильтр содержит катушки и конденсаторы.

Коэффициент передач электрического фильтра равен 1.

 

Классификация электрических фильтров по частоте.

 

1. Фильтр низкой частоты (ФНЧ).

Пропускает низкочастотные сигналы и не пропускает высокочастотные.

 

АЧХ фильтров низкой частоты.

Где – частота среза или граничная частота.

2. Фильтр высокой частоты (ФВЧ).

Пропускает высокочастотный сигнал и не пропускает низкочастотный.

АЧХ фильтров высокой частоты.

 

3. Полосовой фильтр (ПФ).

Пропускает сигналы в определённом диапазоне частот.

АЧХ полосовых фильтров.

 

4. Заграждающий фильтр (ЗФ).

Не пропускает сигналы определённого диапазона частот.

 

АЧХ заграждающего фильтра.

Классификация фильтров по элементам.

1) „С” фильтр – ёмкостной фильтр; содержит только конденсатор.

2) „L” фильтр – индуктивный фильтр; содержит только катушку индуктивности.

3) „LC” фильтр – индуктивно-ёмкостной фильтр; содержит катушку и конденсатор.

4) „RC” фильтр – резистивно-ёмкостной фильтр; содержит резистор и конденсатор.

Классификация фильтров по форме.

 

 

 

Принцип работы электрического фильтра.

Фильтр низкой частоты.

Фильтр низкой частоты конденсатор подключается параллельно к нагрузке, а катушка последовательно, при этом на низких частотах согласно формулам и конденсатор будет обладать большим сопротивлением, и поэтому сигнал не пойдёт на конденсатор, а пойдёт на нагрузку и катушку. Этот сигнал пропускает, т.к. на низких частотах она обладает маленьким сопротивлением.

На высоких частотах конденсатор обладает маленьким сопротивлением, и поэтому сигнал пойдёт через конденсатор и не пойдёт на нагрузку. Те высокочастотные сигналы, которые всё-таки пойдут на нагрузку, не пропускает катушка индуктивности, т.к. она на высоких частотах обладает большим сопротивлением.

 

Фильтр высокой частоты.

 

Полосовой фильтр.

 

Заграждающий фильтр.

 

Зависимость сопротивления фильтра от частоты сигнала.

 

1. Зависимость сопротивления индуктивного фильтра от частоты:

2. Зависимость сопротивления ёмкостного фильтра от частоты:

3. Зависимость сопротивления „LC” фильтра от частоты при последовательном включении катушки и конденсатора:

 

 

4. Зависимость сопротивления „LC” фильтра от частоты при параллельном включении катушки и конденсатора: