Контрольные вопросы:

1. Что называется электрическим фильтром?

2. Что ПП, ПЗ, частотой среза?

3. Чему равно рабочее затухание?

Задание на срс и срсп

Выполнить презентации в программе Power Point и защитить их по темам :

1. «Принцип работы, достоинства и недостатки, область применения ФНЧ»

2. «Принцип работы, достоинства и недостатки, область применения ФВЧ»

3. «Принцип работы, достоинства и недостатки, область применения ПФ»

[ОЛ 2, стр414-423.]

Используя Интернет ресурсы.

Глоссарий

№	На русском языке	На казахском языке	На английском языке
1	Фильтр	Сүзгі
2	ПП	Өту жолағы
3	ПЗ	Жабылу жолағы
4	Частота среза	Қиылу жиілігі

Свободные графы глоссария заполнить самостоятельно

Л екция 13 Электрические фильтры Баттерворта нч, вч, пф,зф.

Фильтрами с характеристиками Баттерворта (фильтрами Баттерворта) называют фильтры, у которых в ФНЧ при нулевой частоте ослабление равно 0, в ПП монотонно возрастает, достигая на частоте среза уровня в 3 Дб, затем в ПЗ так же монотонно возрастает. Характеристикой фильтра называют зависимость рабочего затухания (ослабления) фильтра от частоты.

Х

арактеристика фильтра ФНЧ Батттерворта.

Характеристика фильтра ФВЧ Батттерворта

Характеристика фильтра ПФ Батттерворта

Характеристика фильтра ЗФ Батттерворта

Порядок фильтра с характеристиками Баттерворта определяет крутизну характеристики рабочего ослабления в ПП и ПЗ

Расчет фильтров

Расчет фильтра с любой характеристикой представляет собой задачу синтеза цепи, т.е. получение схемы электрического частотного фильтра по заданной частотной зависимости рабочего затухания. Для упрощения задачи были составлены каталоги для схем НЧ с единичной полосой пропускания ( ), работающих между генератором и нагрузкой с равными резистивными сопротивлениями величиной в 1 Ом. Имея такую нормированную схему, можно легко пересчитать величины ее элементов для любых величин нагрузочного сопротивления и граничной частоты полосы пропускания.

Величины элементов нормированных схем фильтра Баттерворта ( )

Порядок фильтра
1	2,000	-	-	-	-	-	-
2	1,414	1,414	-	-	-	-	-
3	1,000	2,000	1,000	-	-	-	-
4	0,765	1,848	1,848	0,765	-	-	-
5	0,618	1,618	2,000	1,618	1,618	-	-
6	0,518	1,414	1,932	1,932	1,414	0,518	-
7	0,445	1,247	1,802	2,000	1,802	1,247	0,445

При синтезировании электрических ФНЧ за основу берутся два варианта электрических схем ( а- Т-образная, б- П- образная):

При расчетах предпочтение отдается тем вариантам, в которых имеется меньшее количество катушек индуктивности. Нумерация элементов фильтра ведется от источника эдс.

При расчетах одним из важнейших технических условий является обеспечение крутизны нарастания ослабления в ПЗ, поэтому расчет начинается с определения порядка фильтра.

Определение порядка фильтра

Для обеспечения работы электротехнических устройств, как было установлено ранее, необходимо обеспечить требуемое ослабление в ПЗ. Поэтому исходными данными в расчетах являются значения минимального рабочего ослабления на определенной частоте .

1. Для ФНЧ согласно формуле Баттерворта ,

где - нормированная частота.

- частота среза фильтра;

- частота, на которой задается минимальное ослабление в ПЗ.

Порядок фильтра определяется из выражения :

2. Для ФВЧ расчетная формула порядка фильтра примет вид: , где

- нормированная частота ФВЧ.

ФВЧ имеют такие же две схемные реализации, что и ФНЧ (Т- образные и П- образные).

Пересчет параметров фильтра на реальную нагрузку и ширину полосы пропускания

В реальных электрических цепях сопротивления нагрузки и внутреннее сопротивление источника отличаются от 1 Ом. Поэтому при расчетах необходимо производить пересчет параметров схем с нормированной полосой пропускания.

; - постоянные преобразования.

Пример

Определить параметры ФНЧ Баттерворта, если известно:

1. Рассчитаем постоянные преобразования

2. Выбираем П- образную схему ФНЧ, которая содержит 3 элемента (C₁, C₃, L₂).

3. Выписываем значения элементов из каталога для ФНЧ 3-го порядка

C₁=1,000 Ф, C₃=1,000 Ф, L₂=2,000 Гн

4. Рассчитываем значения элементов фильтра:

,

,

.

Порядок расчета фильтра

1. Определить порядок фильтра по заданному минимальному ослаблению фильтра на определенной частоте.

2. Выбрать конфигурацию схемы фильтра (Т- образную или П- образную).

3. Произвести перерасчет параметров фильтра на реальную нагрузку и ширину полосы пропускания.

4. При необходимости рассчитать ослабление фильтра в ПП и ПЗ на заданных частотах.