КТЖ аппаратурасында қолданылатын фильтрлер

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Кіріспе: 1

3: КТЖ аппаратурасындағы фильтрлер

Кіріспе: 1. 1

3: Жалпы фильтрлерге сипаттама

Кіріспе: 1. 2

3: Электрлік фильтрлер жіктемесі

Кіріспе: Қорытынды

3: 12

Кіріспе: Пайдаланылған әдебиеттер

3: 13

Кіріспе

Электр фильтр деп - төртполюстіктерді айтамыз. Ол тоқ көзімен қабылдағыш арасында қосылады, оның мәні еш кедергісіз және өшірілусіз қабылдағыштарға бір жиілікте тоқ жеткізу және ұстап қалу, немесе үлкен өшірулермен басқа жиіліктегі тоқтарды өткізу. Өшірусіз өткізлетін фильтрлерден өтетін жиілік диапазонын-“мөлдір сызық” деп айтады.
Өшірулері бар жиілік диапазоны-“сөну сызығы” деп айтады. Негізінен электр фильтрлері индуктивті орамдардан және ыдыстардан құралады. RC фильтрлері бұл қатарға жатпайды. Фильтрлерді радиотехника мен байланыс техникасында жоғары жиілікті пайдалана отырып қолданады.

Электрлік фильтрлер КТЖ бағасын, көлемін, өлшемін, габаритін және сенімділігін анықтайтын негізгі элемент болып табылады. Фильтрлер берілген сипаттағы электрлік сигнал жасау үшін пайдаланылады.

АЖС байланысты фильтрлер төменжиілікті (ФНЧ) және жоғары жиілікті (ФВЧ) ; жолақтық (ЖФ) және бөлгіш фильтрлер (БФ) болып бөлінеді.

Фильтрлер тек реактивті металлдардан жасалады. Фильтрлерді “Т”-немесе “П” симетриясы бойынша құрастырады. Фильтрлерді оқып-үйрену кезінде сөну мен фаза коэффиценті қолданылады.

R-фильтрде қарама-қарсы кедергі жиілікке әсер етпейді.
m-фильтрде ауыртпалық келістірілмеген болуы мүмкін. Фильтр сапасы қаншалықты жоғары болса, оның фильтрлік қасиеті соншалықты анық байқалады.

Төртполюстіктердің фильтрлік қасиеті негізінен резонанс режимінін пайда болумен байланысты:тоқ немесе кернеу резонансы.

1 КТЖ аппаратурасындағы фильтрлер

Жалпы фильтрлерге сипаттама

Өшірусіз өткізлетін фильтрлерден өтетін жиілік диапазонын-“мөлдір сызық” деп айтады.

Өшірулері бар жиілік диапазоны-“сөну сызығы” деп айтады. Негізінен электр фильтрлері индуктивті орамдардан және ыдыстардан құралады. RC фильтрлері бұл қатарға жатпайды. Фильтрлерді радиотехника мен байланыс техникасында жоғары жиілікті пайдалана отырып қолданады.
Фильтрлер тек реактивті металлдардан жасалады. Фильтрлерді “Т”-немесе “П” симетриясы бойынша құрастырады. Фильтрлерді оқып-үйрену кезінде сөну мен фаза коэффиценті қолданылады.

R-фильтрде қарама-қарсы кедергі жиілікке әсер етпейді.

m-фильтрде ауыртпалық келістірілмеген болуы мүмкін. Фильтр сапасы қаншалықты жоғары болса, оның фильтрлік қасиеті соншалықты анық байқалады.

Электрлік фильтрлер жіктемесі

АЖС байланысты фильтрлер төменжиілікті (ФНЧ) және жоғары жиілікті (ФВЧ) ; жолақтық (ЖФ) және бөлгіш фильтрлер (БФ) болып бөлінеді. Нормаланған К _ф тарату және а _ф = - 0lgK _ф өшу коэффициенті үшін олардың жиіліктік сипаттамалары және бейнелері 1. 1 суретінде көрсетілген. Мысалы, ФНЧ үшін (сурет 1. 2, а) жиілік облысы ƒ _{З, В} -дан -ға дейін өшірілед, ЖФ үшін - бұл облыстар (0; ƒ _{3, Н} ) және(ƒ _{З, В} ; ∞) (сурет 1. 1, в) .

МСП сүзгіш аппараттарының мақсаты жағынан каналды, топтық, бағыттаушы, сызықты, көмекші болып бөлінеді.

Арналық фильтрлер жиіліктің бір жақ бөлігін ерекшелеу үшін жасалған: тасымалдау бөлігінде амплитудалық модульденген сигнал арнасы, қабылдау бөлігінде - топтық спектр сигналы. Топтық фильтрлер қабылдау және тарату процесі кезінде белгілі жиіліктерді белгілеу үшін қоданылады. Топтық және каналдық сүзгіштер негізінен жолақты болып келеді. ТЖ және ЖЖ сүзгіштерін тізбектей қосу арқылы ПФ - ты алуға болады. ТЖС және ЖЖС өшу қосындысы ПФ өшуіне тең болады. (1. 2 б) а _пф (ƒ) = а _нф (ƒ) + а _вф (ƒ)

Ал, ТЖС және ЖЖС параллел қосу арқылы бөгетеуші фильтр аламыз. ЗФ тарату коэффициенті ФНЧ және ФВЧ тарату коэффициенті қосындысына тең К _пф (ƒ) =К _нф (ƒ) +К _вф (ƒ) (сурет 1. 3, б) . Бағыттаушы фильтрлер (НФ) әртүрлі жиілік облыстарын бөледі. Оларға А-Б және Б-А бағытында 2 жолақты жүйелерде сигналды тарату немесе қабылдау кезінде қолданылады (сурет 1. 4) .

Бағыттаушы фильтрлердің өшу сипаттамалары 1. 5. суретінде көрсетілген.

Сызықтық фильтрлер (ЛФ) әртүрлі тарату жүйелеріне жататын жиілік облыстарын бөлу үшін қолданамыз. Бұл жағдайда ЛФ НФ сиықты ФНЧ немесе ФВЧ сұлбасы арқылы орындалады. 1. 6. суретте ЛФ сигналдары көрсетілген АСП типті В-3 және В-12.

Қосымша фильтрлер бір немесе жұқа жиілік жолақтарын ажырату үшін қолданамыз. Бұл фильтрлерге тасушы, бақылау және шақыру жиіліктері кіреді, бөгет фильтрлер тасушы және бақылау ВНЧ жиіліктерін басу үшін қоладыналды және сигналдарды белгілеу фильтрлері.

Фильтрлерде бірқабатты немесе көпқабатты оқшауланған орау арқылы алынатын индексті катушкада қолданылады:

LС-элементтерінің фильтрінде;

пьезоэлектрлік фильтрлер (пьезоэлектрлік эффект пайдаланылатын фильтрлерде) ;

1. 1-сурет АЖС байланысты фильтрлер.

1. 2-сурет. ФНЧ үшін жиілік облысы

1. 3-сурет. ТЖС және ЖЖС параллел қосуылған фильтрлер

Магнитострикциялық фильтрлер (магнитоcтрикциялық эффект пайдаланылатын элементтерде) .

Әдетте LС-фильтрлері тым дәу көбінесе сапалы көрсеткіштерді жақсы қамтамасыз ете алмайды, себебі индуктивті катушканың пайдасы аз.

1. 4-сурет. Бағыттаушы фильтрлер

1. 5-сурет. Бағыттаушы фильтрлердің өшу сипаттамалары

1. 6-сурет. ЛФ сигналдары көрсетілген АСП типті В-3 және В-12

£С-фильтрлерінің басты ерекшеліктері: олардың арзандығы және қарапайым жасалуы болып табылады. Бұл сүзгіштер негізінен бағыттаушы, топтық, сызықтық көмекші ретінде қарастырылады, ал арналық сүзгіштер ретінде өте сирек қолданылады. [1]

1. 7-сурет. СФ фильтрінің күшейткішпен байланысы

1. 8-сурет. Сызықтық фильтрлер

1. 9-сурет. Пьезоэлектрлік фильтрлер

Пьезоэлектрлік фильтрлер келесі физикалық құбылыстарды қолданып құрастырылған: пластинаға пьезоэлектрлік (мысалы, кварц кристалы) металдың қабықшаларын қосқан кезде және оларға айнымалы кернеу бергенде (сурет 1. 9) пьезоэлектрлікте механикалық тербеліс пайда болады. Бұлардың жиілігі де амплитудасы да электрлік тербелістің амплитудасы мен жиілігіне тәуелді және керісінше, элементтің геометриялық өлшемдері (элементтегі механикалық тербелістер) өзгерген кезде тізбекте айнымалы кернеу қалыптасады.

Әрбір мұндай кристалл эквивалентті сұлба түрінде көрсетілуі мүмкін (1. 14, б суретін қара), мұнда С _к , L _э , R _э - эквивалентті сиымдылық, индуктивтілік және кристалдық активті кедергісі, ал C ₀ - кварцұстағыштың сиымдылығы. Кварцтың активті кедергісі R _K оның реактивтік кедергісінен анағұрлым аз. Мұндай элементтің пайдалылығы Q _э , өте жоғары және оңдаған, жүздеген мыңға жетеді және Q _э =ωL _э /R _э формуласымен анықталады. Электронды сұлбының компаненті ретінде мұндай пьезоэлемент көп резонансты электрлік қосполюстіге баламалы (1. 14, в сурет) . кварцтың кристалдың көмегімен сүзгіштің әртүрлі сұлбаларын құруға болады. 1. 10 суретте осындай сүзгіштің Г звеносы. Мұндай сүзгіштің жақсы электрлік қасиеттрі : акз шығын, жоғары пайдалылығы және АЖС-ның етегінің тіктігі және басқалар. арналық сүзгіштерді құрастыру кезінде осылардың барлығы ауыстыруға келмейтіндей қылып жасайды.

Сурет 1. 10 Кварцтық фильтр

Кварцтық сүзгіштің кемшіліктеріне дәулігі, жасау күрделілігі, қайта құру қитыншылығы және үлкен құндылығын жатқызуға болады. Кварцтың табиғи кристалдарына бөлек, жасанды кварцтар-пьезокерамика да қолданылады. Пьезокерамикалық сүзгіштердің жасалу қарапайымдылығы, арзандылығы, бірақ параметрлі жағынана сәл нашар.

Тікелей және кері пъезоэлектрлік эффектті қолданатын пъезомеханикалық фильтрлер (ПМФ) түзету және өндірістік көзқарастан белгілі артықшылығы бар. Мұндай сүзгіштердің құрылымдық сызбасы 1. 11 суретте көрсетілген. Айнымалы кернеудің бірінші (тікелей) 1 түрлендіргішке әсерінен оның геометриялық өлшемдері өзгереді. Бұл өзгерістер 2 және 3 механикалық резонаторларға беріледі, бұлардың механикалық резонанстық өзіндік жиіліктері бар.

Механикалық резонатордың шығысымен екінші (кері) пьезотүрлендіргіш 4 механикалық қосылған. Яғни механикалық резонатордың әрекетінің арқасында өзінің геометриялық параметрлерін өзгертеді. Осының салдарынан шығыс кернеуі (кері, пъезоэффект) өзгереді. Осыған байланысты, мұндай жүйелерде электр энергиясын механикалыққа және кері түрлендіру жолымен жоғарылайды, жиілік таңдағыш жүйе алуға болады. Арналы сүзгіш ретінде ПМФ қолданылады. Олар кварцтан арзан және түзетулері оңай.

1. 11-сурет. Пъезоэффекттің құрылымдық сұлбасы

Осындай типті фильтрлерге көлемді акустикалық толқындардағы фильтрлер жатады. Пьезоэлектрлік төсем қос жұп пластинадан (сурет 1. 12, а) тұрады.

Кіріс сигналын U _вх (t) 1-ші жұпқа беру кезінде тікелей пъезоэффекттің әрекетінен төсем серпімді деформация арқасында көлемді акустикалық толқындар пайда болады. Бұл толқындар фильтрдің төсемі таралады және 2-ші жұп пластинаның шығысына жетеді, кері пъезоэффект нәтижесінде бұл жұптың қабырғаларында айнымалы кернеу U _вых (t) . Пайда болады. Мұндай пластина жұптары электрлік контурмен байланысқан жұптарымен эквивалентті ізбасарлы жалғанған бірнеше жұп байланысқан контурлармен эквивалентті көпконтурлы жүйе жиі қолданылады. (сурет 1. 13) .

1. 12-сурет. Қос жұп пластинадан жасалған пьезоэлектрлік төсем

Фильтрлер көлемді акустикалық толқындарда 1 ден 10 МГц-ке және одан да көп жиілікте жақсы жұмыс істейді.

КТЖ аппаратураларында олар генераторлық құрылғыларда болады, ал соңғы кезде - арналық жолақтық фильтрлер етінде де. Сол сияқты қазіргі теледидарлық қабылдағыштарда видеосигнал және модульденген дыбыстық берілісті бөлу үшін кеңінен қолданылады. Мұндай фильтр cимметриялық жиіліктік сипаттамадан тұрады.