Файл: Теория линейных электрических цепей учеб. пособие.pdf

Связь между отраженными и падающими волнами может быть дана в виде следующих равенств:

(17.117)

Таким образом, вводится новая матрица

(17.118)

* ° 2 І ° 2 2 . '

которая называется матрицей рассеяния. Для многополюсника с 2л зажимами матрица рассеяния имеет n-й порядок. С помощью мат­ рицы рассеяния и матриц-столбцов

(£7+) = fùf

Очевидно, что коэффициент отражения (см. равенство (17.110)

При нормировке напряжений и токов необходимо нормировать и матрицы. Для этого в основные уравнения (17.2) и (17.6) надо под­

551

Г л а в а в о с е м н а д ц а т а я ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ

В ряде случаев, когда выделяется узкая полоса частот или когда подавление колебаний лишних частот не должно быть очень боль­ шим, применяются простые схемы, состоящие из ограниченного числа элементов (рис. 18.1, а — г). Эти четырехполюсники, в основ­ ном несимметричные, называются элементарными фильтрами. К ним в первую очередь относятся сглаживающие фильтры в цепях питания выпрямленным током электронных ламп и транзисторов. На рис. 18.2 дана простейшая схема выпрямителя. Выпрямляющий диод В, если считать его идеальным, должен иметь сопротивление, рав­ ное нулю при прохождении тока в одну сторону, и бесконечное сопро­ тивление при прохождении тока в другую сторону. Напряжение на нагрузке г имеет вид, показанный на рис. 18.3. Это напряжение состоит из полезной постоянной составляющей с70 и колебаний основ­

(рис. 18.1,6). Простой расчет показывает, что при правильном выборе элементов фильтра в выходном напряжении пульсации значительно меньше, чем во входном, в то время как постоянная составляющая напряжения почти не изменяется.

Учитывая строгие требования к величине пульсаций, применяют дроссельно-конденсаторные фильтры (рис. 18.1, в). Для избавления от пульсаций определенной частоты также можно воспользоваться резонансными явлениями. Например, вместо индуктивности в схему дроссельного фильтра поместить параллельный контур, а в схему конденсаторного фильтра вместо конденсатора включить последо­ вательный контур. Однако такая замена целесообразна лишь для значительного ослабления колебаний высоких частот, когда можно создать контуры с большой добротностью.

Если, наоборот, надо избавиться от постоянной составляющей и колебаний низких частот и пропустить колебания высоких частот,

553

применяется элементарный блокировочный фильтр, изображенный на рис. 18.1, г.

а)

Элементарные фильтры рассчитываются по методике, изложенной в гл. IV, V и X. Перейдем к рассмотрению сложных фильтров.

§18.2. Лестничные фильтры

1.Классификация фильтров. Основные определения. Существен­ ной особенностью современных систем передачи информации явля­ ется многоканальность. По одной и той же линии (проводной или радио) для связи, телеметрии, телеуправления и т. д. передается большое число каналов, содержащих дискретную (телеграфную), телефонную, телевизионную или иную информацию. Обычно приме­ няется частотное разделение каналов, т. е. каждый канал занимает определенную полосу частот. Необходимо, чтобы по данному каналу эта полоса частот передавалась почти без ослабления, т. е. с малым затуханием (не более сотых долей непера), в то время как колебания других полос частот во избежание взаимных помех должны значи­ тельно ослабляться, и затухание должно иметь величину в несколь­ ко неперов. Это может быть достигнуто созданием достаточно совер­ шенных фильтров. Для получения значительного затухания вне

554

полосы передаваемого канала фильтры должны состоять из боль­

заграждающие фильтры, пропускающие колебания всех частот,

максимальное значение затухания Аа, в полосе задерживания от ча­ стоты fk до бесконечности — необходимое минимальное затухание О т і п . В полосе перехода от / и до fk затухание не задается.

Сначала для ознакомления с принципами построения фильтров считаем их идеальными и составим из реактивных четырехпо­ люсников. Рассмотрим фильтры в виде лестничной схемы из каскадно

555