Пассивные lc-фильтры. Схемы простейших lc-фильтров. Порядок фильтра.
В конструкциях пассивных аналоговых фильтров используют сосредоточенные или распределённые реактивные элементы, такие как катушки индуктивности и конденсаторы. Сопротивление реактивных элементов зависит от частоты сигнала, поэтому, комбинируя их, можно добиться усиления или ослабления гармоник с нужными частотами.
Фильтры могут быть первого порядка, второго порядка и многозвенные (n- го). Чем выше порядок фильтра, тем круче его амплитудно-частотная характеристика и тем более она похожа на его идеальную характеристику.
LC–фильтр
нижних частот пропускает электрические
колебания в полосе частот от 0 до 
Схема LC-фильтра нижних частот (а) и его АЧХ.
С увеличением частоты сопротивление индуктивного элемента возрастает, а емкостного – снижается и коэффициент передачи фильтра уменьшается.
LC-фильтр верхних частот (рис. 6.4,а) не пропускает нижних частот.
Полоса
пропускания такого фильтра лежит в
диапазоне частот 
до
ƒ = ∞
Схема LC-фильтра верхних частот (а) и его АЧХ.
Принцип
работы полосового фильтра основан на
использовании резонансов напряжений
и токов в последовательных и параллельных
колебательных контурах.
В заграждающих (режекторных) фильтрах также используются резонансы напряжений и токов, но в отличие от ПФ параллельный колебательный контур включен в продольное плечо, а последовательный – в поперечное.
Схема
режекторного LC-фильтра (а) и его АЧХ (б).
Резонансная частота контура определяется
выражением
Пассивные lc-фильтры с характеристиками Баттерворта, Чебышева, Золотарева.
Фильтр в электронике — устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных.
В конструкциях пассивных аналоговых фильтров используют сосредоточенные или распределённые реактивные элементы, такие как катушки индуктивности и конденсаторы.
Фильтр Чебышева — один из типов линейных аналоговых или цифровых фильтров, отличительной особенностью которого является более крутой спад амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и существенные пульсации амплитудно-частотной характеристики на частотах полос пропускания (фильтр Чебышева I рода) и подавления (фильтр Чебышева II рода), чем у фильтров других типов.
Фильтры Чебышева обычно используются там, где требуется с помощью фильтра небольшого порядка обеспечить требуемые характеристики АЧХ, в частности, хорошее подавление частот из полосы подавления, и при этом гладкость АЧХ на частотах полос пропускания и подавления не столь важна.
Фильтр Баттерво́рта — один из типов электронных фильтров. Фильтры этого класса отличаются от других методом проектирования. Фильтр Баттерворта проектируется так, чтобы его амплитудно-частотная характеристика была максимально гладкой на частотах полосы пропускания.
АЧХ фильтра Баттерворта максимально гладкая на частотах полосы пропускания и снижается практически до нуля на частотах полосы подавления.
Рисунок
ниже показывает АЧХ фильтра Баттерворта
в сравнении с другими популярными
линейными фильтрами одинакового (пятого)
порядка:
Исходные данные для расчета фильтров.
Исходными данными для расчета фильтра являются:
Требования к помехоподавлению - полоса пропускания (ПП), полоса затухания (ПЗ), затухание на различных частотах (обычно на границах ПП, ПЗ).
Условия применения фильтра – входное сопротивление и сопротивление нагрузки фильтра, тип фильтра – сетевой, сигнальный и т.д.
В зависимости от требований к помехоподавлению, условий применения фильтра выбирается полином для аппроксимации характеристики фильтра – Баттерворта, Чебышева и т.д. Зная вид аппроксимации характеристики, и учитывая требования к помехоподавлению, рассчитывается порядок фильтра прототипа – число реактивных элементов фильтра-прототипа. В зависимости от порядка фильтра и вида аппроксимации производится расчет значений элементов фильтра-прототипа. Исходя из условий применения фильтра и требований к помехоподавлению, производится выбор электрической схемы фильтра и расчет значений ее элементов. В итоге получается схема фильтра, не учитывающая паразитных параметров элементов.