Фильтрлердің өткізу жолақтары

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 50 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе: Кіріспе

3: 3

: 1

Кіріспе: Электрлік фильтрлер

3: 4

: 1. 1

Кіріспе: Фильтрлердің түрлері

3: 4

: 1. 2

Кіріспе: Баттерворт, Чебышев, Золотарев сипаттамаларымен берілген фильтрлер

3: 11

: 1. 3

Кіріспе: Активті фильтрлер

3: 15

: 1. 4

Кіріспе: Фильтрлердің басқа түрлері

3: 20

: 1. 5

Кіріспе: Фильтрлерді есептеудегі алғашқы мәліметтер

3: 22

: 1. 6

Кіріспе: Сипаттамалық параметрлері бойынша фильтрлерді есептеу

3: 26

: 1. 7

Кіріспе: Шығындардың әсері

3: 27

: 2

Кіріспе: Electronics Workbench программасы және оның негізгі элементтері

3: 28

: 2. 1

Кіріспе: Сұлба құрудың негізгі принцптері

3: 28

: 2. 2

Кіріспе: Негізгі элементтердің сипаттау

3: 30

: 2. 3

Кіріспе: Схемаларды анализдеу

3: 42

: 3

Кіріспе: Фильтрдің жұмысын моделдеу

3: 45

: 3. 1

Кіріспе: Фильтрдің жиіліктік сипаттамалары

3: 45

: 3. 2

Кіріспе: Төмен жиілікті фильтрдің моделі

3: 47

: 3. 3

Кіріспе: Жоғары жиілікті фильтрдің моделі

3: 49

: 3. 4

Кіріспе: Режекторлы және жолақты фильтрлердің моделі

3: 51

: 3. 5

Кіріспе: Активті фильтрлердің модельдері

3: 54

Кіріспе: Қорытынды

3: 60

Кіріспе: Қолданылған әдебиеттер тізімі

3: 61

Кіріспе

Электрлік жиіліктік фильтрлер (қысқаша «фильтр») деп әлсіреуі кейбір жиілік жолағында аз болатын, ал басқа жиілік жолағында үлкен болатын, төртполюстікті айтады. Фильтрлерді өткізу жолағы бойынша: төменгі және жоғары жиілікті, жолақты және режекторлы болып бөлінеді. Дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты фильтрлерді молдельдеу.

Кезкелген радиоэлектронды құрылғы физикалық немесе математикалық моделдеумен жасалады. Физикалық моделдеу көптеген материалдық шығындарға алып келеді, өйткені жасалатын барлық материалдық макеттерді істеуге көп жұмыс кетеді. Сондықтан көп жағдайда есептеу техникасын және заттарын қолдана отырып, моделдеуді жасайды. Осындай бағдарламалардың бірі Electronics Workbench. Бұл бағдарлама өзінің қарапайымдылығымен және жеңілдігімен ерекшеленеді.

Дипломдық жұмыс тақырыбының көкейкестілігі : Радиотехникада осындай бағдарламалардың негізінде әр түрлі процестерді түсіндіруде қолданылуы.

Ғылыми жаңашылығы : Electronics Workbench бағдараламасының негізінде фильтрлерінің виртуалды нұсқасын құрастыру.

Практикалық мағыналылығы : Дипломдық жұмыстың нәтижелерін виртуалды зертханалар құрыстыруда қолдануға болады. Алынған модельдер, әр түрлі есептеулер жүргізгенде пайдаланылуы мүмкін.

Дипломдық зерттеудің мақсаты : Electronics Workbench бағдарламасында режекторлы, жолақты, төменгі, жоғары жиілікті фильтрлердің жұмысын модельдеу. Фильтрдің жұмысын модельдей отырып, амплитуда жілікті сипаттамасын құру және жұмыс істеу принцпімен танысу.

Дипломдық зерттеудің міндеттері : Фильтрлердің сұлбаларын құрастыру және зерттеу;

Electronics Workbench бағдарламасының мүмкіншіліктерін қарастыру;

Қолданбалы бағдарламаларының пакеті негізінде фильтрлердің моделін құрастыру.

Дипломдық зерттеудің объектісі : Фильтр. Жұмыстың теориялық негізі ретінде сигналдарды түрлендіру барысында өтетін физикалық процесстер, ал әдістемелік негіз ретінде осы процесстерді модельдеу алынды

Дипломдық жұмыстың теориялық, әдістемелік негізі және практикалық базасы : Фильтрлардың техникалық сипаттамалары;

Режекторлы, жолақты, төменгі, жоғары жиілікті фильтрлердің техникалық сипаттамалары;

Electronics Workbench қолданбалы бағдараламаларының пакеті. графикалық интерфейс экран дисплейіне сұлбаларды шығару және жан - жақты талдау.

1 Электрлік фильтрлер

1. 1 Фильтрлердің түрлері

Электрлік жиіліктік фильтрлер (қысқаша «фильтр») деп әлсіреуі кейбір жиілік жолағында аз болатын, ал басқа жиілік жолағында үлкен болатын, төртполюстікті айтады. Әлсіреуі шағын болатын жиіліктер диапозонын өткізбейтін жолақ деп атайды, ал әлсіреуі үлкен болатын жиілік диапозонын - тоқтату жолағы деп атайды. Осы жолдар арасында көшу жолын енгізеді. Мысалы суретт 1. 1, б графикте көрсетілгендей. ω ₁ . . . ω ₂ жиіліктер диапозонында өшу аз (өткізу жолағы), ω ₃ . . . ω ₄ жиіліктер диапозонында үлкен (өткізбейтін жолақ) . Осындай фильтрдің амплитудалық - жиілікті сипаттамасы (суретте 1. 1, б ) көрсетілген. Фильтрлерді өткізу жолағы бойынша шағын жиіліктерді өткізетін және жоғары жиіліктерді өткізбейтін - төменгі (ал төмен емес) жиілікті фильтрлері (ТЖФ), жоғары жиіліктерді өткізетін және төмен жиіліктерді өткізбейтін (сурет 1. 2, а) - жоғарғы (ал жоғары емес) жиілікті фильтр (ЖЖФ), тек жиілік жолағын өткізетін (сурет 1. 2, б) - жолақты фильтрлер (ЖФ) ; тек жиілік жолағын өткізбейтін (сурет 1. 2, в) - режекторлы немесе басып тастайтын (РФ немесе КФ) фильтрлер деп бөледі.

а) фильтрлердің өткізу жолағы

Сурет 1. 1, бет 1 - Фильтрлердің өткізу жолағы мен амплитуда - жиілікті сипаттамасы

б) өткізу жолағының амплитуда - жиілікті сипаттамасы

Сурет 1. 1, бет 2

а) жоғары жиіліктерді өткізетін және төмен жиіліктерді өткізбейтін жоғарғы (ал жоғары емес) жиілікті фильтр (ЖЖФ) ; б) тек жиілік жолағын өткізетін жолақты фильтрлер (ЖФ) ; в) тек жиілік жолағын өткізбейтін режекторлы немесе басып тастайтын (РФ немесе КФ) фильтрлер

Сурет 1. 2 - Фильтрлердің өткізу жолақтары

Фильтрлер, индуктивтіліктен және сыйымдылықтан тұратын пассивті (пассивті LС-фильтрлер), кедергіден және сыйымдылықтан тұратын пассивті (пассивті RС-фильтртері) фильтрлер деп аталаныда, сонымен қатар активті (АRС- фильтртері), кварцты, магнитострикционды, сандық (ЭЕМ пайдалануымен) болады. LС-фильтрлер кең таралған, бірақ қазіргі кезде АRС- фильтрлерімен қарқынды ығыстырылып шығарылды.

Пассивті LС-фильтрлер. Пассивті LС-фильтлерін есептеудің екі түрлі әдісі бар - сипаттамалық және жұмыс параметрлері бойынша. Жұмыс параметрлері бойынша фильтрлерді есептеу жетілген, сондықтан сипаттамалық параметрлер бойынша есептеу туралы тек ұғымдар берілген.

Фильтрлердің сұлбалары конфигурация бойынша сатылы (сурет 1. 3) және көпіршелі (сурет 1. 4) болып бөлінеді. Сатылыны Т, Г, П буынды түрлеріне бөлуге болады.

Сурет 1. 3 - Фильр сұлбасының Т, Г, П типтегі сатылы түрі

Сурет 1. 4 - Фильтр сұлбасының көпіршелі түрі

Жолақты фильтр. ω _т . . . ω _ж жиіліктер диапозонында әлсіреуі - шағын, ал қалған жиіліктерде - үлкен болатын фильтр жолақты фильтр деп аталынады (сурет 1. 5) . Жолақты фильтр бір-бірімен қосылған ТЖФ және ЖЖФ тұрады. 1. 5, б суретінде ЖФ түйінінің Г-тәрізді, ал 1. 5, в суретінде - Т-тәрізді бөлігі көрсетілген. L'/2 және С''/2 элементтері төменгі жиілікті фильтртерді жасайды, ал 2С' және 2L'' - жоғарғы екенін көруге болады. Жолақты фильтртің элементтері осылай таңдалады, төменгі шарт орындалады (1. 1)

(1. 1)

б) ЖФ түйінінің Г-тәрізді бөлігі; в) ЖФ түйінінің - Т-тәрізді бөлігі

Сурет 1. 5 - Жолақты фильтрдің Г және Т типті түрі

Осы жағдайда ω<ω ₀ жиіліктер кезінде бойлық иық сыйымдылық сипатына ие болады, ал көлденең кезінде - индуктивтілікке ие. Сөйтіп, резонанстық жиіліктен кіші жиілікте, тізбектің эквивалентті сызбасы 1. 6., а түріне ие болады және ЖЖФ ұсынады, ал ω>ω0 кезінде - суреттін 1. 6, б түрінде және ТЖФ ұсынады, сондықтан жолақты фильтртің барлық жиілікті сипаттамалары бірге қосылған ЖЖФ және ТЖФ сипаттамалары болады. ω _т және ω _ж жиіліктер, ТЖ және ЖЖ фильтрлер қимасының жиілігі болып келетін, төменгі өрнектен анықталады (1. 2)

(1. 2)

мұндағы q=L''/L'=C''/C'

сонымен қоса . Т-түйінінің сипаттамалық кедергісі (1. 3)

(1. 3)

Т-түйіннің әлсіреуі (1. 4)

(1. 4)

фазалық сипаттамасы (1. 5)

(1. 5)

Режекторлы фильтрдің сызбасы сурет 1. 6. сызбасында, ал сипаттамасы сурет 1. 7 (б) көрсетілген.

Сурет 1. 6 - ЖЖФ және ТЖФ - дің сұлбалары

Сурет 1. 7 - Жолақты фильтрдің фазалық сипаттамасы

k және m типті пассивті LС-фильтрлер. Жоғарыда қарастырылған барлық фильтрлердің бір жалпы қасиеті бар: бойлық иіннің көлденең иін кедергісіне көбейтіндісі жиіліктен тәуелсіз, заттық шама болады. осындай фильтртер k типті фильтртер деп аталады. Мысалы ТЖФ (сурет 1. 8, а) . параметрі фильтрдің сипаттамалық кедергісі деп аталады. k типті барлық фильтрлер үшін келесі кемшіліктер тән: жиіліктен тәуелді сипаттамалық кедергінің маңызды өзгеруі, әлсіреу сипатының шағын тіктігі, немесе әсіресе қиық жиілігінен жақын жерде жарамсыз. k типті фильтртердің артықшылықтары да бар: конструкция қарапайымдылығы, қиық жиіліген алшақтатылған, жиіліктер диапозонындағы фазалық сипаттаманың өзгеруі, сызықты заңға жақын заң бойынша, АЖС өсу монотондығы және осының салдары ретінде қиық жиілігінен маңызды ерекшеленетін, жиіліктегі салыстырмалы үлкен әлсіреу. Мысалы, жиілік октаваға өзгергенде, яғни қиық жиілікпен салыстырғанда 2 есе, Т-тәрізді түйін кернеудің 21 дБ әлсіреуін қамтамассыз етеді, ал 5 октаваға артта қалатын, жиілікте - 39 дБ, яғни 10 есе үлкен (еске түсірейік) 20 дБ әлсіреу 10 есе әлсіреуге сәйкес келеді, ал 40 дБ - (100 есе) . Фильтртер бөлшектері солай таңдалады, фильтртегі түйіндер санынан тәуелсіз, тек бір резонансты жиілік болғандай.

Сурет 1. 8 - Фильтрдің сипаттамалық кедергісі

Өткізу жолағында сипаттамалық кедергінің біртектілігін жақсарту және фильтртің амплитудалық сипаттамасының тігінен өсуін жоғарлату үшін тізбекті немесе параллель туынды түйіндерді пайдаланады, яғни түйіндер, мұнда қима жиілігі k типті түйіндегідей болып қалады, ал резонансты жиіліктер бір емес, екіге тең болады. Ол үшін k түйінге тағы бір сыйымдылықты (сурет 1. 9, а) немесе бір индуктивтілікті (сурет 1. 9, б) қосу қажет. Алынған түйіндер m типті түйіндер деп аталынады. Неліктен элементтердің әрбіреуі сызбада көрсетілген мағынаға ие болатынын түсіндірейік. k түйіні (сурет 1. 8, а) m типті берілген туынды түйіндердің түпнұсқасы деп аталады. Бұл m типті түйіндер нольдік жиілікте, барлық қалған түйіндер үшін алғашқы болып келетін, m типті түйіндердің сипаттамалық кедергісіне ие болуы керек екенін белгілейді. Қима жиіліктері барлығында бірдей болуы керек. Егер k және m түйіндердегі көрсетілген шамаларды теңестіріп және қажетті түрлендірулерді өткізсек, онда 1. 9, а, б суретінде көрсетілген, мағыналар алынады. k түйінде болған бөлшектерде m көбейткіші қойылады, ал екінші резонансты жиілікті алу үшін қосылған элементтерде - (1-m ² ) / m көбейткіші қойылатыны белгілеулерден көрінеді.

Сурет 1. 9 - m типті пассивті LC - фильтр

Алынған тізбекте өтетін, физикалық үдерістерді қарастырайық. Сурет 1. 9, а сызбасында L _1Т С _1Т параллель контуры жиілігінде токтар резонансын жасайды. Параллель резонанс кезінде контурдың шығынсыз кіріс кедергісі ∞ тең болғандықтан, ω _∞ жиілігіндегі беріліс коэффициенті нөлге тең, ал әлсіреуі сәйкесінше ∞ тең болады. Сондықтан ω _∞ жиілігін шексіз әлсіреу жиілігі деп атайды. Егер ω _∞ жиілігі ω _қ қима жиілігімен жанасатын болса, онда m=0, ал егер ω _∞ =∞ болса, онда m=1. Сөйтіп, теориялық түрде m параметрі 0 ден 1 ге дейін мағыналар қабылдай алады. m<0, 4 болатын фильтрті тіпті жүзеге асыру констирукциялық түсінік бойынша мүлде мүмкін емес. m=0, 58≈0, 6 түйіндер кең таралған. Осындай түйіндердің сипаттамалық кедергісі 0 . . . 0f _қ диапозонында тіпті тұрақты және Z _Тm (немесе Z _Пm ) тең болады (сурет 1. 10, а) . m=0, 6 кезінде ω _∞ =1, 25ω _қ , сондықтан әлсіреу қисығы k типті фильтртерден қарағанда, едәуір ширақ өседі, яғни m=1 кезінде. m әртүрлі мағыналары үшін а=f(f) қисықтары 1. 8, б суретте көрсетілген.

Сурет 1. 10 -Түйіндерің кедергілік сипаттамасы

m типті фильтртердің кемшіліктері: шексіз өшу жиілігінен, үлкен жиіліктер кезіндегі әлсіреудің төмендеуі. Одан әрі күрделі конструкция, m әртүрлі мағыналарымен бірнеше түйіндерді біріктіру қажеттілігі. (m=0, 6, m=0, 8 және k (яғни m=1) түйіндерден тұратын, жеткілікті таралған фильтртер) . Осындай фильтртерде бір түйіннің әлсіреуінің төмендеуі басқа түйіндердің үлкен әлсіреуімен орнын толтырады. m типті фильтртер, әр алуан түрлі фильтртерді жасайтын, Т-, П-, Г-тәрізді түйіндерден тұрады.

1. 2 Баттерворт, Чебышев, Золотарев сипаттамаларымен берілген фильтрлер

Фильтрлерді синтездеу кезінде атақты ғалымдардың атымен аталатын фильтрлерді пайдалану кеңінен тараған.

Баттерворт сипаттамасымен берілген фильтрлер (қысқаша - Баттерворт фильтрлері) ТЖФ нөлдік жиілігі кезінде әлсіреуі 0 тең болатын фильтрлері аталады, өткізу жолағында ол монотонды ұлғайады, шекті жиілікте 3 дБ жетеді, ал сосын өткізбейтін жолақта монотонды өседі. Фильтрдің түйіндері неғұрлым үлкен болса, яғни оның реті жоғары болса, соғұрлым өткізбеу жолағындағы сипаттама тік жүреді және өткізу жолағында әлсіреу кіші болады. (сурет 1. 11) . Осы кезде, фильтрдің элементтері таза реактивті деп саналатынын ескеру керек. Шығындар болған кезде сипаттамалар бұрмаланады және қарастырылатындардан ерекшеленеді, олар туралы төменде айтылады.

Сурет 1. 11 - Баттерворт сипаттамасымен берілген фильтрлер

Чебышев фильтрлері өткізу жолағында әлсіреу сипаттамасы 3 дБ жоғары болмайтын, амплитудамен тербелмелі сипатқа ие, ал өткізбейтін жолағында - Баттерворт фильтрлеріне қарағанда, үлкен тікті монотонды өсетін фильтрлер деп аталады. Өткізу жолағында неғұрлым әлсіреу амплитудасы жоғары болса, соғұрлым өткізбейтін жолақтағы сипаттама тік жүреді және керісінше, өткізу жолағында неғұрлым әлсіреу амплитудасы кіші болса, соғұрлым өткізбейтін жолақтағы тік сипаттамасы кіші болады. Өткізу жолағындағы тербелістер басып тастайтын параметрлерді таңдайтын болсақ, онда Чебышев фильтрі Баттерворт фильтріне айналады. Экстремалды нүктелер (яғни максималды және минималды мағыналар бірге) саны өткізу жолағында Чебышев фильтртеріндегі фильтр ретіне тең, яғни ондағы реактивтік элементтер санына тең болады (сурет 1. 12) . Золатарев фильтрінің сипаттамасы өткізу жолағында тербелмелі сипатқа, ал өткізбейтін жолақта - монотонды емес, сипатт ие болады (сурет 1. 13) .

Сурет 1. 12 - Чебышев фильтрлерінің өткізу жолағында әлсіреу сипаттамасы

Чебышев фильтрлері. Чебышев сипаттамасымен берілетін фильтрлер Баттерворт фильтрлерінен келесімен ерекшеленеді: мөлдірлік жолағында әлсіреу, сипаттамасы монотонды емес өзгереді, ал тербеліс заңы бойынша, әлсіреу жолағында сипаттама қисықтығы Баттерворт фильтрлеріне қарағанда үлкен болып шығады. Өткізу жолағындағы тербеліс амплитудасы ұлғайған сайын өткізбейтін жолақтағы сипаттаманың қисықтығы ұлғайады. Чебышев фильтрлерінің жұмыстық әлсіреуін есептеу келесі формула бойынша беріледі:

өткізу жолағында (1. 6)

(1. 6)

өткізбейтін жолақта (1. 7)

(1. 7)

мұндағы ε - ығысу коэффициенті деп аталынатын және өткізу жолағындағы тербеліс амплитудасын сипаттайтын, параметр.

болғандықтан,

мұндағы Δа - децибелмен өрнектелген, өткізу жолағындағы әлсіретудің максимал мүмкін мәні.

мұндағы .

Мысалы, дБ .

Тәжірибеде өткізу жолағындағы максимал мүмкін әлсіретуді таңдайды (3 дБ жоғары емес), осы кезде өткізбейтін жолақтағы әлсіреу тігі арттады. Чебышев фильтрінің реті (1. 8)

(1. 8)

Келтірілген жиілік (1. 9)

(1. 9)

Чебышев сипаттамасымен симметриялық сызбалар тақ ретке, ал симметриялық емес сызбалар - жұп ретке ие болатынын көрсетуге болады.

Барлық қалған есептер Баттерворт фильтртеріне ұқсас орындалады. Чебышев фильтртері үшін нормаланған коэффициенттер кестесі Баттерворт фильтртерінен қарағанда көлемді болады, өйткені коэффициенттердің берілгендері өткізу жолағындағы мүмкін тексіздігінен тәуелді болады.

Золотарев фильтрлері. Золотарев фильтрлері m типті фильтрлеріне ұқсас сызбаларға ие болады. Фильтр элементтері сондай түрде таңдалады, бірнеше резонансты жиілік пайда болады. Мысалы, сурет 1. 9 а және б сызбалары Золотарев бойынша жиналған.

Шағын жиіліктерде бойлық иіндердің кедергісі аз, ал көлденең иіндердің кедергісі орасан зор, ал үлкен жиіліктер керісінше болғандықтан, онда берілген фильтр төменгі жиілік фильтртері болып келеді. Бірақ жүктемедегі кернеу тек қана шексіз үлкен жиілікте ғана нөлге тең болмайды, сонымен бірге және жиіліктерінде де нөлге ге тең болады, өйткені осы жиіліктерде екінші және төртінші тармақ қысқаша тұйықталған болып шығады. Ұқсас (сурет 1, б) сызбада осы жиіліктегі беріліс коэффициенті нөлге тең, өйткені резонанстық жиілікте шығынсыз параллеь контурдың кедергісі ∞ тең. Яғни, ω ₂ және ω ₄ резонанстық жиіліктерде әлсіреу ∞ ұмтылады, (сурет 1. 12, в) түрдің әлсіреуінің амплитудалық сипаттамасына әкеледі.

Золотарев фильтрлері де кестелер көмегімен есептеледі, бірақ олар өте қолайсыз және осында келтірілмейді.

Магнитострикциялық фильтрлер Тербелмелі жүйелер электрлік те механикалық та болуы мүмкін. Мысалы, камертон, керілген ішек және оған ұқсас құралдар тербелмелі жүйелер болып келеді. Осындай бөлшектердің тербелмелі қасиеттерін пайдалану принциптері бойынша жасалынған электромеханикалық фильтрлер байланыс техникасында қолданылады. Осы фильтрлердің әрекет ету ұстанымы келесіден тұрады. Кейбір материалдар, мысалы никель, феррит және басқалары олар жатқан магнит өрісі өзгерген кезде өз ұзындықтарын өзгерту қасиеттеріне ие болады. Ұқсас әсерді магнитостракциялық фильтрлер деп атайды. Ол ұзындығы бірнеше сантиметр болатын қатаң бекітілген никель немесе феррит өзегінен тұратын, электрмагниттік магнитостракциялық фильтртерде пайдаланылады. Өзекте индуктивтілігі ондаған микрогенри болатын катушка және тұрақты магнит орналасқан. Катушка бойымен ауыспалы ток аққан кезде магнит өрісі өзгереді, не өзектер ұзындығының және олардың резонанстық жиіліктерінің өзгеруіне әкеледі.

Магнитстракциялық фильтрлердің эквивалентті сызбасы (сурет 1. 14, а ) ал кірістік амплитудалық-жиілікті сипаттама - (сурет 1. 14, б ) түрінде болады. осындай фильтртерді магнитостракциялық резонанстар деп те атайды. Осындай фильтртерде ω ₂ /ω ₃ =1, 01÷1, 10, ол 2000 . . . 4000 беріктікке сәйкес болады және LС-фильтртерінде алуға болатын, беріктіктен бірнеше есе жоғары болады.

Бессель фильтрлері . Бессель фильтрінде аппроксимация амплитуда-жиілік сипаттамаға емес, фаза - жиіліктік фильтрдің мінездемесі үшін табылады. Спектрі өткізу жолағындағы фильтр сигналды бұрмаламау үшін шығатын сигнал мен кіретінмен қарастырғанда шығатын сигналдың кешігуі барлық гармоникалар үшін бірдей болсын деп талап қойылады. Фазалық қозғалыс қарастырылатын гармониканың кезеңінің бөлшектерімен өлшенгендіктен кешігу уақыты кіретін сигналмен салыстырғанда шығатын сигналдың фазалық қозғаудың жиіліктік сызықты тәуелділігіне тең күшті. Бессель фильтрі нақты фаза - жиіліктік мінездеменің асқан сызықтық тәуелділікке жақындауын қамтамасыз етеді, ол тұрақты кешігуге сәйкес. Бессель фильтрлерде топтық кешігу, уақыттың максималды тегіс мінездемесі болады. Фильтрге сатылы сигнал әсер еткен кезде, өшу тіктілігі үлкен болмайды.

Фильтрлерді есептеу кестелері есепті өткізуге ыңғайлы қылады. Нормаланған фильтр үшін шектік жиіліктік 1 рад/с тең деп саналады. Фильтрдің барлық резисторлары үшін R ₀ = 1 0м. С _о Сыйымдылық барлық кестелерде фарадтармен берілген. ω _о , r _о , С _о параметрлер кейбір нормаланған фильтрді сипаттайды; олардың көлемін масштабтау теңдігі көрсетіледі (1. 10)

ω ₀ r ₀ С ₀ i= ω r С _і . (1. 10)

ω және R еркін таңдалады және осы теңдіктен С _і сыйымдылықтар анықталады.

1 - Баттерворт фильтрі; 2 - Чебышевтың фильтрі; 3 - Чебышевтың инверстік фильтрі; 4 - эллиптикалық фильтр; 5 - Бессель фильтрі

Сурет 1. 13 - Төртінші реттік төменгі жиілікті белсенді фильтрлердің амплитуда-жиіліктік сипаттамасының кестесі.

1. 3 Активті фильтрлер

АRС класты фильтрлер активті фильтрлер деп аталады. Тәжірибе жүзінде активті элементтер ретінде операциялық күшейткіштер пайдаланылатын, фильтртер ең көп таралған. Активті фильтртерді қарастырмас бұрын инвертирленбейтін режімде ОК қосылудың кең таралған нұсқасын көрсетеміз.

Сурет 1. 14 - Активті фильтр

Суреті 1. 14 сызбада кіріс тогы нөлге жақын, ол аса үлкен кіріс кедергісін көрсетеді. Осындай тізбектің беріліс коэффициенті осыған ұқсас сызбадан көруге болады (сурет 15. 31, б)

(1. 11)

ал тізбектің жиілікті диапозоны ОК жиілікті қасиеттерімен анықталады.

Егер R ₁ кедергісін үзсек, ал R ₂ - қысқартсақ, онда сұлба шығады (сурет 1. 14) . (1. 15) шығатындай, осындай тізбектің беріліс коэффициенті 1 тең болады, өйткені R ₁ =∞, ал R ₂ =0. Яғни, сурет 1. 14 тізбекте әлсіреу нөлге тең, кіріс кедергісі өте жоғары, шығу кедергісі - жеткілікті шағын, фазалық тұрақтысы 0 тең. Сөйтіп, сурет 1. 14 сұлбасы бойынша құрастырылған тізбек тым үлкен кіріс кедергісімен қайталағышты ұсанады, яғни төртполюстік генератор және жүктеме апрасында қосыла тұрып генераторға мүлде бос жүріс режімінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Мысалы, тізбекті тербелмелі контурдың кіріс қысқыштарына тек тым үлкен кедергілі екіполюстіктерді тікелей қосуға болады, өйткені контур элемнеттерінің кедергісімен салыстырылатын кедергілер кезінде, тізбектің беріктігі күрт төмен түседі. Егер жүктемені тікелей емес конденсаторға, ал қайталағыш арқылы жалғастыратын болсақ, онда ондағы кернеу конденсатордағы кернеуге тең болады, ал шунтирлатын әрекетті конденсатор кернеуді сезінбейді, өйткені қайталағыштың кіріс кедергісі тым орасан (сурет 1. 15) .

Соңғы кездері екі кірісті немесе бір кірісті шығарулармен тіктөртбұрыш түріндегі операциялық күшейткіштің жаңа белгілеуі одан әрі кең тарала бастады. Тіктөртбұрыш қаптамасында « » таңбасын салады (сурет 1. 15) . Қайталағыш тізбектерді «шешу» үшін пайдаланады, яғни бір тізбектің екінші тізбекке әсерін жоққа шығару үшін. Мысалы, егер дифференциалданатын тізбектің шығысына көрнекті кәіріс сыйымдылығымен құралды қосатын болсақ, онда бұл сыйымдылық дифференциалданатын тізбектен кейін алынатын, тар қысқа импульстерді «майлайды». Конденсатор өз зарадын аз уақыт ішінде өзгерте алмайтындықтан, онда импульстар «жұмырланады», өз өткірлігін жоғалтады (сурет 1. 16, а) . Дифференциалданатын тізбеккке жүктеме реакциясымен шақырылатын, бұрамалаулардан алшақтату үшін жүктеу құралын дифференциалданатын тізбекке тікелей емес, ал қайталағыш арқылы қосу қажетті. Осындай көптеген мысалдарды келтіруге болады.