4. Чебышев фильтрі

Чебышев фильтрінің сипаттамасында өткізу жолағында толқын тәрізді тісшелері бар және басылу жолағында біркелкі. Осындай фильтрдің өткізу жолағындағы сипаттаманың тісшелер саны оның қатары үлкен болса көп. Бұл тісшелердің амплитудасы фильтрдің құрылысы кезінде берілуі мүмкін және ол әдетте 0,5;1;2 немесе 3дБ деңгейінде орнатылады, сонда тісшелердің мүмкін амплитудасының көбеюі ауысу аймағында фильтр сипаттамасының күшті иілуін алуға мүмкіндік береді.

Ауысу аймағында Чебышев фильтрінің сипаттамасының иілуі бір полюске 6дб/октавадан асуы мүмкін. Чебышев фильтрі ауысу аймағында әлсіреудің өзгеруінің өте үлкен жылдамдығы, яғни сипаттаманың өте күшті иілуі болған жағдайда ғана әжептәуір пайдалы болады.

Фильтрдің ауысу аймағындағы әлсіреудің (дб-да) жиіліктен тәуелділігі келесі түрде:

;

n- фильтр реті

- 1 және 0 арасында мән қабылдайтын және өткізу аймағында фильтр сипаттамасының әркелкілігін сипаттаушы тұрақты: 0,5дб әркелкілігі  =0,3493 шамасына,ал 3дБ әркелкілігі =0,9976 сәйкес.

Бұл Баттерворт фильтріне қарағанда 20lg  + 6 (n-1) шамасына үлкен.

Берілген иілуде Чебышев фильтрінің сипаттамасы ауысу аймағында Баттерворт фильтріне қарағанда өте қарапайым және полюстар санынан аз, және оларды өткізу аймағында фильтрдің амплитудалық жиілікті сипаттамасы біркелкі болуы қажет болмаған жағдайда ғана қолдануға болады.

Чебышев фильтрінде Баттерворт фильтріне қарағанда фаза бойынша қалуы сызықты емес. Чебышев фильтрінің реті және әркелкілігі үлкен болған сайын(өткізу аймағында),оның фазалы жиілікті сипаттамасы тым сызықты емес және осындай фильтрдің кірісіне сатылар мен импульстар бергеннен көп қалдықтар аламыз.

Сипаттама шыңы қысқару жиілігімен сәйкес келмейді, оның шамасы өткізу аймағындағы сипаттаманың әркелкілігінен тәуелді. Шың жиілігі қысқару жиілігінің теңдеуімен байланысты

- ТЖФ

- ЖЖФ;

 - өшу коэффициенті

5. Бессель фильтрі

Бессель фильтрінің фаза бойынша артта қалуы фильтрдің шығысындағы сигналға қатысты кіріс сигналы жиілікпен бірге сызықты өседі.Сондықтан Бессель фильтрі олардың кірісіне сатылы сигналдарды бергенде қалдық болмайды.

Бессель фильтрінде ауысу аймағында 6дб/октавадан кіші сипаттама иілуі бар. Бессель фильтрінің қысқару жиілігі фаза бойынша артта қалуы қалудың жартысына тең жиілікпен анықталады, берілген фильтр үшін максималді мүмкін

рад,

Q – фаза бойынша артта қалуы, n – фильтр реті

Чебышевтің инверсті фильтрінде АЖС өткізу аймағында монотонды өзгереді және шектеу аймағында лүпілденеді.

Шектеу аймағында 0 және мәндері арасында лүпілденеді.Шектеу жолағында А(p) 0 және мәндері аралығында лүпілденеді.

Эллиптикалық фильтрде АЖС өткізу және шектеу аймағында да біркелкі лүпілдермен сипатталады, бірақ ауысу аймағында күшті иілуі бар.

Тақырып 11. Сигналдар компараторлары (1 сағат)

Дәріс жоспары

1. ОК- дағы сигналдардың компараторлары

2. Регенеративті компараторлар ( Шмитт триггеры)

1. ОК- дағы сигналдардың компараторлары

Екі сигналдың теңдік моментін анықтау үшін ОК сызбасының қосылуы компаратор режимінде қолданылады, оларда ОК- ның бір кірісін немесе екеуін де қолдануға болады. ООС түйіні әдетте қосылмайды. Егер ОК компаратор сызбасында ОС оң әлсізі қамтылса, онда компаратордың беріліс сипаттамасы гистерезис қасиеттеріне ие болады.

Сигналдардың бір кірісті компараторы әр түрлі полярлықты кернеулерді салыстыру үшін арналған, олардың абсолютті шама бойынша теңдік моментінде компаратордың U_ВЬ1Х шығыс кернеуі басқа шекті күйге ауысады.  уақыты моментіне дейін U_c кернеуі модуль бойынша Е_оп тірек кернеуіне қарағанда аз болады, сондықтан соңғысы шығыс күйін анықтайды. Берілген жағдайда Е_оп > 0, сондықтан U_вых  Е_К^-. U_С кіріс кернеуі арқасында -Е_оп (R1/R2) бастапқы мәнге жеткеннен кейін, шығыс кернеуі U_c кіріс сигналымен анықталады, сонда U_вых кернеуі Е_k⁺тең болады. U_c = E_on (R₁/r₂ ) дәл теңдігі арқасында, компаратор күшейткіші тұрақсыз сызықты режимде тұрады. шығыс күйін ауыстыру ок сызбасының сыйымдылықтарының қайтадан оқталу уақытымен анықталатын  біршама кідіруімен жүргізіледі.

Сызықты ауысу сипаттамасының иілуі ОК күшейту коэффициентімен және р оның дыбыс беру жылдамдығымен анықталады. Ауыстыру жылдамдығын жоғарлату үшін, компараторлар сызбасындағы ОК ООС- сыз қолданылады. Бір кірісті компаратордың шектелген кіріс кедергісі болады, бірақ та амплитуда бойынша үлкен сигналдарды U_синф синфазды құраушысының қателігінсіз салыстыруға мүмкіндік береді. ОК кірістері арасындағы сигналдардың амплитудасы кірістік дифференциалды сигналдар үшін мүмкін деңгейден аспауы керек, бірақ сигналдарды салыстырудың қатыстық дәлдігі қаншалықты үлкен болса, амплитудасы сонша үлкен болады. Инвертті емес кіріс тізбегіне жер R_бал = R₁ R₂ балансты резисторды қосу қажет.

Екі кірісті компаратор бір полярлы сигналдарды салыстыруға мүмкіндік береді.

Бұл сигналдардың деңгейі берілген ОК-ның E_синф синфазды кіріс кернеуінің мүмкін интервалында болуы керек. Егер әр түрлі кірістерге берілетін сигналдар теңдестірілсе, компаратор сигналы нөлге тең болуы керек.

A709 типті ОК негізіндегі сызбада шығысында пайда болатын сигнал VD1 және VD2 диодтары көмегімен шектелген, сондықтан компаратордан шыққан сигналды ИС сандық төмен деңгейлінің кірістеріне беруге болады.

Шығыс тізбегінің осы сызбасын бір кірісті компараторға да қолдануға болады. Компаратордың берілген сызбасы үшін сандық ИС (U_n  2 В, К₀ = 40 тыс.)үшін орындалу шегі болатын, U_C — Е_опкіріс сигналдарының минималды айырмашылығы құрайды

Uc - Е_оп  _min = U_n/K₀ = 0,05 мВ

Екі каскадты ОК үшін, аналогты болатын шығыс сигналының амплитудасы күшейткіштің екінші каскадына қосылатын стабилитрон көмегімен шектеледі. Нақты сызбада компаратордың орындалатын шегінің есептелген мәніне ОК кіріс токтары арқасында пайда болатын нөлдің ауысу кернеуі және сигналдың синфазды құраушысы қателіктеріктерін қосу керек. Соңғысы жоғары деңгейдегі бір полярлы екі сигналдың теңесу моментін анықтайтын екі кірісті компаратор үшін ерекше үлкен болады. Стандартты ОК- да құрылған -+-4 В деңгейіне дейінгі,U₀ — Е_оп = 10 мВ асқанда, компаратордың шығыс сигналы 0,5 мкс құрайды, шығыс сигналының кідіру уақыты 3 ... 5 мкс.

2. Регенеративті компараторлар ( Шмитт триггеры)

Регенеративті компаратор (рисунок 11.1, а) — бұл оң ОЖ- сы бар сызба. Егер оның кірісіндегі тірек кернеуі (Е_оп = 0) болмаса, онда компаратор өз шегі бойынша орындалады, яғни Шмитт триггеры болып табылады. Бұл шектің деңгейі шығыс сигналының шекті деңгейлерімен және оң ОЖ коэффициентімен анықталады.

 = R₁/(R₁ + R₂).

Регенеративті компаратордың (Шмитт триггеры) орындалу шегінің кернеуі

U_П = Uн/2 = U_{вых max}/(2).

U_Н кернеуі Шмитт триггерының гистерезисінің кернеуі болып табылады.Компараторға гистерезисті ойша мақсатта енгізу керек, егер сигнал кедергілер фонында өтсе: компаратордың шығыс сигналын үлкен импульспен ауыстырса, U_H кернеуі кедергілерге тұрақты болу қызметін атқарады, сондықтан компаратордың бастапқы күйіне келуі сигнал берілген U_H шамаға азайғанда ғана болады.

а — функциональная схема; 6 — принципиальная схема;

в — передаточная характеристика