Избирательность. Полоса пропускания

Для чёткого разделения каналов связи между собой, фильтр должен иметь АЧХ прямоугольной формы.Фильтр с такой АЧХ называют идеальным.

 

Этот фильтр обладает максимальной избирательностью.Реальный фильтр имеет АЧХ не прямоугольной формы, а колоколообразной.

Такой фильтр не обладает максимальной избирательностью. Избирательность количественно можно определить коэффициентом прямоугольности K_П, который равен отношению полос пропускания на уровнях 0.3 и 0.7

Коэффициент прямоугольности у идеального фильтра K_П.ИД.Ф = 1.

Чем больше K_П, тем выше избирательность фильтра.

В радиотехнике принято полосу пропускания фильтра оценивать на уровне 1/ от максимального значения параметра

 

 

По полосе пропускания нельзя судить об избирательности фильтра.

Классификация фильтров

Фильтры можно классифицировать по разным признакам.

1) По положению полосы пропускания фильтра.

а) Фильтр нижних частот (ФНЧ).

Полоса пропускания лежит в пределах 0 ≤ ω ≤ ω_гр. ω_гр – граничная частота полосы пропускания.

б) Фильтр высоких частот (ФВЧ)

Полоса пропускания в пределах ω_гр < ω < ¥.

в) Полосовой фильтр (ПФ)

Полоса пропускания лежит между граничными частотами ω_гр1 < ω < ω_гр2.

г) Заградительный (режекторный) фильтр.

Фильтр не пропускает сигналы с частотами в пределах полосы режекции (не пропускания)

ω_гр1 < ω < ω_гр2.

2) По относительной ширине полосы пропускания.

Оценку ведут по сравнению величин полосы пропускания S и средней или заданной частоты ω₀.

а) Широкополосный фильтр. б) Узкополосный фильтр.

S << ω₀

 

3) По избирательности фильтра.

Коэффициент передачи любого фильтра может быть представлен в виде отношения двух полиномов комплексной переменной p = jω.

где m, n – максимальные степени полиномов. Эта форма любого параметра цепи называют операторная форма.

Избирательность зависит от наибольшей степени полинома. Чем выше степень, тем выше избирательность цепи. Чем сложнее цепь, тем выше порядок и выше избирательность.

Применение последовательного колебательного контура в качестве режекторного фильтра

Последовательный контур можно включать в виде двухполюсника в составе Г-образного делителя напряжений.

Коэффициент передачи зависит от соотношения величин сопротивлений делителя. Например, если модуль Z₂ << Z₁, то K_u << 1. Если Z₂ >> Z₁, то K_u ≈ 1. Если Z₂ = Z₁, то K_u = 1/2.

Включим в качестве Z₂ последовательный колебательный контур. Учитывая форму частотной характеристики сопротивления контура и если взять R₁ >> R₂, то частотная характеристика делителя будет иметь форму, изображенную на рисунке. Такой фильтр называют фильтр пробка.

Вывод: последовательный колебательный контур может быть использован, как полосовой или режекторный фильтр.

 

Список рекомендуемой литературы

 

 

Основная литература

1. Основы теории цепей: Учебник для вузов./ В.П.Бакалов и др. 2-ое изд., перераб. и доп.-М.:2000.-592с.
2. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник теории линейных электрических цепей: Учебное пособие для электротехники, радиотехнических спец. Вузов.-М.: ВШ, 1990.-544с.
3. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей.-М.: Радио и связь, 1986.-544с.
4. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи.-М.: Высшая школа,1981.-333с.
5. Основы теории цепей. Учебник для вузов /Г.В.Зевеке и др.-М.: Энергоиздат,1989.-528с.
6. В.С.Андреев. Теория нелинейных электрических цепей. Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1982.
7. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – 3-е изд., испр.-М., 2000.-576с.

Дополнительная литература

1. Зернов И.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей.-Л.:Энергия, 1972.
2. Карлащук В. Электронная лаборатория на IBM PC. –М.: Солон-Р, 1999.
3. Запасный А.И. Основы теории цепей: учебное пособие. –М.: РИОР, 2006.

План проведения практических занятий

 

 

№ недели	Тема задания
	Расчет линейных электрических цепей по законам Ома и Кирхгофа
	Расчет линейных электрических цепей по методам наложения и контурных токов
	Расчет линейных электрических цепей по методу узловых потенциалов
	Расчет линейных электрических цепей по методу эквивалентного генератора
	Расчет баланса мощности цепи
	Расчет разветвленных электрических цепей при гармонических воздействиях
7 (рейтинговая)	Контрольная работа
	Методы расчета в последовательном колебательном контуре
	Методы расчета в параллельном колебательном контуре
	Методы расчета индуктивно связанных цепей
	Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях
	Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях
	Уравнения передачи четырехполюсника
	Характеристические параметры четырехполюсников
15 (рейтинговая)	Контрольная работа

 

План проведения лабораторных занятий

 

 

№ недели	Тема задания
1, 2	Исследование линейной электрической цепи постоянного тока
3, 4	Методы анализа линейной электрической цепи постоянного тока
5, 6	Исследование неразветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока
7, 8	Исследование разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока
9, 10, 11	Резонанс напряжений и резонанс токов
12, 13	Исследование входных и передаточных частотных характеристик в цепях первого порядка
14, 15	Исследование частотных электрических фильтров

Задания для самостоятельной работы обучающихся