Фильтры высоких частот
Схема фильтра высоких частот; их назначение: отсекание сигналов, частота которые ниже определенного порога. Формула расчета реактивных сопротивлений конденсаторов и катушек индуктивности. Определение частоты среза для фильтров первого и второго порядков.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.12.2013 |
| Размер файла | 82,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Фильтр высоких частот (ФВЧ, High-Pass - как угодно)
Требуется он для отсекания сигнала, частота которого ниже определенного порога, который называется, кстати, частотой среза.
Простейший ФВЧ выглядит так:
Первая схема с неинвертирующим включением ОУ, вторая - с инвертирующим.
Это фильтр первого порядка с ослаблением ненужного сигнала - крутизной - 6дБ на октаву. Определить частоту среза можно, рассчитывая реактивное сопротивление конденсатора. Когда оно станет равным сопротивлению резистора, включенного последовательно с конденсатором - это будет самое то.
Формула следующая:
Где F - частота в Герцах, C - емкость в Фарадах, Ec - сопротивление в Омах.
Если крутизна фильтра первого порядка кажется недостаточной, можно справить фильтр второго порядка - с крутизной 12 дБ на октаву как показано на рисунке.
фильтр частота реактивный индуктивность
Это - так называемый, фильтр Баттерворта. Назван так, видимо, в честь того чувака, который его придумал.
Чтобы посчитать его граничную частоту можно воспользоваться следующими соотношениями: R1=R2; С1=2С2;
При выборе резисторов надо учесть, что их номиналы должны лежать в пределах 10-100 кОм, поскольку выходное сопротивление фильтра растет вместе с частотой и если номиналы резисторов выходят за вышеуказанные рамки это может сказаться на работе фильтра.
Фильтры высоких и низких частот - это электрические цепи, состоящие из элементов, обладающих нелинейной АЧХ - имеющих разное сопротивление на разных частотах.
Частотные фильтры можно поделить на фильтры верхних (высоких) частот и фильтры нижних (низких) частот. Почему чаще говорят "верхних", а не "высоких" частот? Потому, что в звукотехнике низкие частоты заканчиваются 2 килогерцами и начинаются высокие частоты. А в радиотехнике 2 килогерца это другая категория - частота звука, а значит "низкая частота"! В звукотехнике есть ещё понятие - средние частоты. Так вот, фильтры средних частот, это, как правило, либо комбинация двух фильтров нижних и верхних частот, либо другого рода полосовой фильтр.
Повторимся ещё раз:
Для характеристики фильтров низких и высоких частот, да и не только фильтров, а любых элементов радиосхем, существует понятие - амплитудно-частотная характеристика, или АЧХ.
Частотные фильтры характеризуются показателями:
Частота среза - это частота, на которой происходит спад амплитуды выходного сигнала фильтра до значения 0,7 от входного сигнала.
Крутизна частотной характеристики фильтра - это характеристика фильтра, показывающая, насколько резко происходит уменьшение амплитуды выходного сигнала фильтра при изменении частоты входного сигнала. В идеале нужно стремиться к максимальному (вертикальному) спаду АЧХ.
Частотные фильтры изготавливаются из элементов, обладающих реактивными сопротивлениями - конденсаторов и катушек индуктивности. Реактивные сопротивления, используемых в фильтрах конденсаторов (ХC) и катушек индуктивности (XL) связаны с частотой ниже приведёнными формулами:
Расчёт фильтров до проведения экспериментов с использованием специального оборудования (генераторов, спектр-анализаторов и других приборов), в домашних условиях проще сделать в программе Microsoft Excel, сделав простейшую автоматическую расчётную табличку (надо уметь работать с формулами в Excel). Я пользуюсь таким способом, для расчёта любых цепей. Сначала делаю табличку, подставляю данные, получаю расчёт, который переношу на бумагу в виде графика АЧХ, меняю параметры, и снова рисую точки АЧХ. В таком способе, не надо разворачивать "лабораторию измерительных приборов", расчёт и рисование АЧХ производится быстро.
Следует добавить, что расчёт фильтра тогда будет верен, когда будет выполняться правило:
Для обеспечения точности фильтра, необходимо чтобы значение сопротивления элементов фильтра было приблизительно на два порядка меньше (в 100 раз) сопротивления нагрузки подключаемой к выходу фильтра. С уменьшением этой разницы, качество фильтра ухудшается. Связано это с тем, что сопротивление нагрузки влияет на качество частотного фильтра. Если Вам не нужна высокая точность, то эту разницу можно снизить до 10 раз отрицательно, разумеется - иначе зачем предупреждать?
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой. Математическое описание фильтров. Характеристика фильтра Баттерворта и фильтра Чебышева. Формирование шаблона и определение порядка фильтра. Расчет элементов фильтра высоких частот.
курсовая работа [470,3 K], добавлен 21.06.2014Разработка фильтра высоких частот с характеристикой Чебышева при неравномерности АЧХ 3 дБ второго порядка. Расчет принципиальной схемы, выбор компонентов. Выбор резисторов и конденсаторов из диапазона стандартных значений. Переходная характеристика схемы.
контрольная работа [251,1 K], добавлен 10.12.2015Синтез фильтров высоких частот в программе Multisim. Аппроксимация по Баттерворту и Чебышеву. Составление электрической схемы. Проверка частотных характеристик фильтра и правильности его работы на основе показаний плоттера Боде, осциллографа и приборов.
курсовая работа [5,9 M], добавлен 08.06.2012Способы решения задач синтеза. Этапы расчета элементов фильтра нижних частот. Определение схемы заданного типа фильтра с минимальным числом индуктивных элементов. Особенности расчета фильтр нижних частот Чебышева 5-го порядка с частотой среза 118 кГц.
контрольная работа [525,0 K], добавлен 29.06.2014Применение схемы фильтра второго порядка Саллена-Ки при реализации фильтров нижних частот, верхних частот и полосовых. Возможность раздельной регулировки добротности полюсов и частот среза как главное достоинство звеньев фильтров по заданной схеме.
реферат [614,8 K], добавлен 21.08.2015Общая характеристика и принцип действия фильтров нижних частот. Схема простейшего низкочастотного фильтра. Схематическое изображение пассивного RC-фильтра нижних частот и его амплитудно-частотная характеристика. Области применения данных фильтров.
презентация [3,2 M], добавлен 16.12.2013Классификация частот и генераторов. Резонансный метод генерации частот и источники погрешности. Их назначение и область применения. Схема генератора высокой частоты. Основные технические характеристики. Получение синусоидальных колебаний высокой частоты.
курсовая работа [216,2 K], добавлен 04.04.2010Общие амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) различных типов фильтров. Построение схемы фильтра верхних и нижних частот: активные и пассивные фильтры первого и второго порядка. Принципы действия, функции и применение полосовых и режекторных фильтров.
реферат [310,8 K], добавлен 18.12.2011Ознакомление с особенностями восприятия на слух сигналов звуковых частот минимального уровня. Принцип проведения измерений. Экспериментальное определение уровня порога слышимости для различных частот звукового диапазона, схема аппаратурного комплекса.
отчет по практике [100,7 K], добавлен 20.02.2011Расчет нормированных и ненормированных величин АЧХ фильтра. Разновидности фильтров нижних частот: с характеристиками затухания (Баттерворта), с равноволновыми характеристиками затухания (фильтры Чебышева), со всплесками затухания (фильтры Золотарёва).
реферат [264,8 K], добавлен 04.06.2009Особенности разработки фильтра высокой частоты второго порядка с аппроксимацией полиномом Чебышева. Расчет основных компонентов схемы активного фильтра, их выбор и обоснование целесообразности. Общая характеристика методики настройки и регулировки.
курсовая работа [376,2 K], добавлен 02.12.2010Физические основы и принцип действия широкополосных фильтров. Пример расчета фильтра нижних частот (ФНЧ) на заданные параметры. Полная принципиальная схема ФНЧ. Расчет промежуточного и оконечного полузвена. Построение полной характеристики затухания ФНЧ.
курсовая работа [878,6 K], добавлен 21.01.2011Фильтры верхних частот с многопетлевой обратной связью и бесконечным коэффициентом усиления. Проект фильтра Баттерворта верхних частот на основе каскадного соединения звеньев, состоящих из резисторов, конденсаторов, ОУ; схема, расчет, анализ АЧХ фильтра.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 22.06.2012Расчет аналогового фильтра нижних частот и основных характеристик фильтра. Граничная частота полосы непропускания. Реализация передаточных функций фильтров. Денормированные значения емкостей. Полиномиальные фильтры Баттерворта, Чебышева и Гаусса.
контрольная работа [234,6 K], добавлен 20.03.2013Расчет эллиптического фильтра высоких частот Золотарева–Кауэра. Определение неравномерности затухания в полосе пропускания. Связь коэффициента отражения с неравномерностью затухания. Нормирование и преобразование величин. Расчет АЧХ и ФЧХ фильтра.
курсовая работа [145,5 K], добавлен 09.01.2015Особенности синтеза фильтров радиотехнической аппаратуры. Понятие, назначение, применение, типы и принципы проектирования активных фильтров. Анализ проблемы аппроксимации активных фильтров. Общая характеристика и схема фильтра низких частот Баттерворта.
курсовая работа [197,4 K], добавлен 30.11.2010Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров. Расчет параметров элемента фильтра. Частотные фильтры электрических сигналов предназначены для повышения помехоустойчивости различных электронных устройств и систем. Параметры реальных фильтров.
контрольная работа [52,9 K], добавлен 04.10.2008Характеристика фильтра низких частот. Фильтр Баттерворта, Чебышева и Бесселя. Определение порядка фильтра и количества звеньев. Структурная схема фильтра низких частот каскадного типа восьмого порядка. Основные номиналы элементов для четвертого звена.
контрольная работа [172,8 K], добавлен 29.05.2012Конструкция электрических фильтров, технология их изготовления, принцип действия. Меры передачи и параметры фильтров. Использование их в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики. Фильтры нижних частот.
контрольная работа [179,0 K], добавлен 07.04.2016Методы синтеза электрического фильтра нижних и верхних частот. Аппроксимация частотной характеристики рабочего ослабления фильтра. Реализация схемы фильтров по Дарлингтону. Денормирование и расчёт ее элементов. Определение частотных характеристик фильтра.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 23.01.2011
