Жоғары жиілікті сүзгілер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Шәкәрім университеті

Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар факультеті

Автоматика және есептеу техникасы кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Фильтрлердің түрлері және сұлбалары

Орындаған: Әбдікәрім Ә

Топ: АУ-601

Тексерген: Секербаева А. Б.

Семей 2018

Жоспар:

Кіріспе

Сүзгілердің түрлері
Қосылу схемасы
Қасиеттері
Есептеу әдісі

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Электрлік сүзгі деп кірістік электрлік сигналдан жиіліктері белгілі бір жиілік жолағында жататын гармоникалық құраушыларды өткізу және жиіліктері осы жолақтан тысқары жататын гармоникалық құраушыларды жою үшін арналған құрылғыларды айтады. Өткізу жолағының шекарасында жататын жиілік қию жиілігі деп аталады f _c .

Сұлбаның күрделілігінен тәуелсіз сүзгілер екі негізгі типке бөлінеді: активті және пассивті. Пассивті сүзгілер - бұл не болмаса негізінен төмен немесе дыбыстық жиіліктерде қолданылатын RC сүзгілер, не болмаса жоғары жиілікте қолданылатын LC сүзгілер. Тек резисторлар мен индуктивтілік катушкадан және конденсаторлардан тұрады.

Активті сүзгілер - бір немесе бірнеше активті компоненттер болатын аналогтық электрондық сүзгілердің бір түрі, мысалы, транзистор немесе операциондық күшейткіш. Егер сүзгіде бір реактивті элемент (сыйымдылық және индуктивтілік) болса, онда сүзгі бірінші реттік сүзгі деп аталады, егер екі - онда екінші ретті және с. с.

1. Сүзгілердің түрлері

Сүзгілерді сонымен қатар олар өткізетін немесе жоятын жиіліктер бойынша жіктеуге болады. Әдетте келесі төрт типті бөледі:

Төмен жиілікті сүзгілер- таңдалған мәннен төмен жиіліктердің барлығын өткізеді және жоғары жиіліктерді жояды. Төмен жиілікті сүзгілер сонымен қатар жоғары жиіліктерді қиюшы сүзгілер ретінде танымал.
Жоғары жиілікті сүзгілер- таңдалған жиіліктен жоғары барлық жиіліктерді өткізетін және төмен жиіліктерді басады. Жоғары жиілікті сүзгілер сонымен қатар ТЖ шектеуші сүзгілер ретінде танымал.
сүзгілер- жиіліктің таңдалған жолағын басатын және төмен және жоғаны жиіліктерді өткізетін сүзгілер.
Жолақты сүзгілер- жиіліктің таңдалған жолағын өткізетін және төменгі және жоғарғы жиіліктерді басатын сүзгілер.

Сүзгілердің шартты беліглері 1. 1-суретте көрсетілген.

1. 1-cурет. Сүзгілердің шартты белгілері

Төмен жиілікті сүзгілер (ТЖС) ω ₁ =0 жиілінен ω _қ =2πf _қ қию жиілігіне дейін. өшу жолағы ω _қ жиігінен интервалда орналасады (1. 2-сурет) .

$Описание: Z:\books\На проверкуБВ 2014 - 2015\ТСС\Радиотехникалық тізбектер мен электронды технологиялар\Teory\img63.gif$

1. 2-сурет. Логарифмдік амплитуда-жиілікті сипаттама (ЛАЖС) ФНЧ

Жоғары жиілікті сүзгі (ЖЖС) ω _қ жоғары. Өшу жолағы 0-ден ω _қ дейін интервалда орналасады (1. 3-сурет) .

$Описание: Z:\books\На проверкуБВ 2014 - 2015\ТСС\Радиотехникалық тізбектер мен электронды технологиялар\Teory\img216.gif$

1. 3-сурет. ЖЖС ЛАЖС

Жолақты сүзгілер (ЖС) деп жүктемеге тек ω ₁ жиілігінен ω ₂ жиілігіне дейінгі жиіліктердің жіңішке жолағын өткізетін сүзгілерді атаймыз. ω ₁ сол жағында және ω ₂ оң жағында (1. 4-сурет) өшу жолағы орналасады.

$Описание: Z:\books\На проверкуБВ 2014 - 2015\ТСС\Радиотехникалық тізбектер мен электронды технологиялар\Teory\img217.gif$

1. 4-сурет. ЖС ЛАЖС

Режекторлы сүзгілер (РС) деп мөлдір жолағы өшу жолағымен екі бөлікке бөлінген сүзгілерді айтамыз. ω ₁ сол жағында және ω ₂ оң жағында мөлдір жолақтың екі бөлігі орналасады (1. 5-сурет) .

$Описание: Z:\books\На проверкуБВ 2014 - 2015\ТСС\Радиотехникалық тізбектер мен электронды технологиялар\Teory\img66.gif$

1. 5-сурет. РС ЛАЖС

Сүзгі арқылы сигнал өтетін жиіліктер диапазоны өткізу жолағы атымен белгілі. Сигнал әлсізденетін жиіліктер сүзгіден өтіп, бөгеулі жолағын құрады.

Қию жиілігін f _қ 0, 707 немесе -3дБ деңгейіндегі жиілік, иілу жиілігі немесе сипаттаманың үзілуі деп те атайды.

Егер сүзгілер АЖС-на өткізу жолағында және тіктікте тасымалдау коэфициентінің біртексіздігі бойынша арнайы талаптар берілсе, онда мұндай жағдайда АЖС-ы Баттерворт, Чебышев және Бессель полиномдарымен сипатталатын сүзгілер қолданылады; мұндай сүзгілердің есептеуі үшін арнайы кестелер қолданылады.

Баттерворт сүзгілері өткізу жолағында максималды тегіс АЖС-мен сипатталады. Шығыс кернеуі шамасымен басқару және кең диапазонда жиілік бойынша құрылу басқасына қарағанда осы сүзгілерде ыңғайлы, себебі каскадты қосылуда барлық секциялар бір жиілік бойынша құрылады.

Чебышев сүзгісі жиіліктердің өтпелі жолағында АЖС жоғары тіктігін қамтамасыз етеді. Алайда өткізу жолағында АЖС тербелмелі сипат алады. өткізу жолағында бертексіздік көп болған сайын, жиіліктердің өтпелі жолағында өшу тіктігі жоғары болады.

Бессель сүзгілері кешігудің топтық уақытының тегіс сипаттамасымен және өткізу жолағында ФЖС сызықтылығымен сипаталады. Алайда сүзгінің өшу тіктігі үлкен емес.

2. Сүзгілердің қосылу схемасы

Сүзгілердің қолдан жасалған түрлеріне реактивті элементтерді қосудың негізгі сұлбасы.

1. Төмен жиілікті сүзгі

2. Жоғары жиілікті сүзгілер

3. Жолақты сүзгі

4. Режекторлық сүзгі

Әлсіз сүзгілер бөліктерінің сұлбасының классификациясы:

-Г-тәріздес

-Т- тәріздес

-П- тәріздес

Бөліктердің саны бойынша бір бөлікті және көп бөлікті болып бөлінеді.

3. Сүзгінің қасиеттері

Сүзгі төртполюстік болып табылады. Сондықтан да сүзгінің қасиеттерін сипаттау үшін төртполюстіктің функциялары қолданылады, олардан бірінші кезекте - кернеу бойынша берудің кешендік коэффициенті

http://lib.kstu.kz:8300/tb/books/2015/PS/Elektronika%20negizder/teory/3.4.files/image004.gif

(1)

мұндағы және - сәйкесінше сүзгінің кірістік және шығыстық кернеулері.

Берудің бұл коэффициенті сүзгінің негізгі сипаттамасын алуға мүмкіндік береді - амплитуда-жиіліктік сипаттама ( АЖС ) . АЖС сүзгінің берілуінің кешендік коэффициентінің модулі ретінде анықталады

АЖС іс жүзінде анықтау оңай, ол үшін вольтметрдің көмегімен кірістік және шығыстық кернеулерді өлшеп және осы кернеулердің түрлі жиіліктегі қатынастарын есептеу арқылы. Берудің кешендік коэффициентінің модулінің мәні бойынша сигналдың басылуы немесе өткізілуі жайлы пікірге келуге болады. Егер , онда шығыстық кедергі шамамен кірістік кернеуге тең, сондықтан да, ω ₁ жиілікпен сигнал сүзгімен өткізіледі. Керісінше, АЖС аз шамасында, болған кезде, ω ₂ жиілікпен сигналдың басылуы жүзеге асады.

Шынайы ТЖС, ЖЖС, ШС және ЖС типтік амплитуда-жиіліктік сипаттамалары 3. 1-суретте келтірілген. Бұл суретте ТЖС және ЖЖС үшін АЖС шамасы есеге тең шекаралық жиілік f _ГР көрсетілген. Ереже бойынша, шекаралық жиілікті сүзгінің өткізу жолағының шекарасы деп есептейді. ЖС және ШС үшін көрсетілген: f _р - өткізу жолағының орталық жиіліктері және тежеу жиіліктері; П - өткізу және сәйкесінше тежеу жолақтары. Іс жүзінде 0, 707 тең деңгейден басқа шекаралық жиіліктерді, өткізу жолақтарын және тежеу жолақтарын анықтау үшін басқа да деңгейлерді қолданатындығын айта кету керек. Одан басқа, кей кезде қосымша шекаралық жиіліктер енгізіледі. Мысалы, қосымша жиілік f ₃ 3. 1, а- суретте көрсетілген. Жиілік f ₃ бұл жағдайда сүзгінің тежеу жолағының шекарасын анықтайды.

а ) ТЖС б ) ЖЖС

в ) ЖС г ) ШС

3. 1-cурет. Реалды сүзгілердің типтік амплитудалық-жиіліктік сипаттамалары

Сүзгінің таңдау қасиеттері қаншалықты жақсы болса, АЖС формасы соншалықты тікбұрышқа жақын болады. Сондықтан да 3. 1, б -суретте көрсетілген екінші АЖС жақсы сапамен дайындалған сүзгілерге жатқызылады.

АЖС басқа сүзгіні сипаттау үшін фаза-жиіліктік сипаттама қолданылады (ФЖС) . ФЖС сүзгінің беруінің кешендік коэффициентінің бастапқы фазасы ретінде анықталады (аргумент) :

http://lib.kstu.kz:8300/tb/books/2015/PS/Elektronika%20negizder/teory/3.4.files/image028.gif

(2)

мұндағы ϕ ₂ және ϕ ₁ - сәйкесінше кірістік және шығыстық сигналдардың бастапқы фазалары. Формуладан ФЖС кірістік сигналдық бастапқы фазасына сүзгімен қосылған фазалық жылжуды анықтайтындығы шығады.

LC -сүзгілер - индуктивтілік катушкасы мен конденсаторлардан тұратын сүзгілер ( LC - сүзгілердің сұлбасына қосымша резисторлар қосылатындығын айта кету қажет) және т. б.

Ереже бойынша, теориялық талдауды қарапайымдау үшін іс жүзінде қолданылатын сүзгілердің барлық түрлерін LC -сүзгілерге келтіреді. Сонымен қатар реалдық сүзгілердің элементтерін құрастыру кезінде оларды катушка, конденсатор және резистор түріндегі электрлік аналогтармен алмастырады. Төменде сүзгілерді қарастыру тек қана LC -сүзгілердің талдауымен шектелетін болады.

LC -сүзгілерді тұрғызу үшін Г-, П- және Т-тәріздес звенолар қолданылады, олар 3. 2-суретте көрсетілген. Бұл сұлбаларда Z ₁ және Z ₂ бірдей кедергілері қолданылады. Сондықтан да барлық үш сүзгі де шамамен бірдей өткізу жолағына ие болады. 3. 2-суретте көрсетілген бірнеше каскадтық-қосылған тізбектерден тұратын сүзгілер көпзвенолық деп аталады . Мысалы, П- немесе Т-звено екі Г-звенолардың каскадтық қосылысымен алуға болады.

а ) б ) в )

3. 2-сурет. Фильтрлерді тұрғызу кезіндегі қолданылатын звенолар

Практикада кеңінен қолданылатын бірзвенолық Г-типті ТЖС қаарапайым сұлбасы 3. 3-суретте көрсетілген. Мұндай сүзгілердің таңдау қасиеттері катушка мен конденсатордық қасиеттерімен түсіндіріледі. Белгілі болғандай, катушканың индуктивті кедергісі жиіліктің өсуімен жоғарылайды, ал конденсатордың сыйымдылықты кедергісі, керісінше, жиіліктің өсуімен кемиді.

а ) б ) в )

3. 3-сурет. Г-типті бір звенолық ТЖС қарапайым сұлбалары

Мысалы, 3. 3, а -суретте көрсетілген сүзгінің жұмысы келесі түрде сипатталады. Кірістік сигналдың жиілігінің жоғарылауы кезінде конденсатордың кедергісі кемиді: (1/ωС) →0. Конденсатордағы шығыстық кернеу және, сондықтан да, сүзгі арқылы жоғары ижілікті сигнал өтпейді (басылып тасталады) . Егер ω→0, онда (1/ωС) →∞ және U ₂ ≈ U ₁ . Сондықтан да, төменжиілікті сигнал сүзгі арқылы аз сөнумен өтеді. Төмен жиілікті сүзгінің АЖС 3. 1, а- суретте көрсетілген. Аналогты түрде басқа сүзгілердің жұмысы да түсіндіріледі. 3. 3, в -суретте келтірілген сұлба ең жақсы таңдауды беретіндігін айта кетейік, себебі бұл сұлбада бір емес, екі реактивті элементтің жиіліктік қасиеттері қолданылады.

ТЖС жиіліктік сипаттамаларының тікбұрыштылығын ары қарай жақсартуды П- және Т-звеноларын қолдану кезінде аламыз (3. 4-сурет) және бірнеше звеноларды тізбектей байланыстыру кезінде.