Файл: Теория линейных электрических цепей учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 213

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл 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