fп=f2-f1 — полоса пропускания; Q = fp/fп — добротность;
Преимущества активных фильтров
Активные фильтры на частотах менее 100 Гц могут быть выполнены только на RC относительно небольших величин.
Возможность миниатюризации. Имеют малые габариты и массу.
Недостатки активных фильтров
1.Требуются источники питания.
2.Имеются ограничения на амплитуду сигнала из-за насыщения ОУ. Невозможно использовать в мощных антеннах, усилителях.
3.Имеются ограничения на верхнюю границу полосы частот, которая определяется свойствами ОУ.
4.Требуется обеспечить устойчивость схемы. (Есть фазовый сдвиг, набег фазы).
5.Не могут использоваться в цепях питания.
Каскадное соединение фильтров
Рисунок 65:
При построении фильтров высоких порядков стремятся свести ее к каскадному соединению фильтров низших порядков. Хорошо отработаны звенья первого и второго порядка. Необходимо обеспечить такие цепи, которые обеспечивают независимую регулировку частот среза и коэффициентов передачи, высокую стабильность. Все фильтры высоких порядков строятся по каскадной схеме. При этом необходимо учитывать, что при каскадной схеме изменяется полоса пропускания.
Рисунок 66:
K – суммарный коэффициент передачи. k1 = sqr(2)k10
27
k1 = sqr(2)k20 K = k1k2=0,5K0
В общем случае, при последовательном соединении n фильтров, f1' = f1* sqr(2^1/n-1), f2' = f2* sqr(2^1/n-1)
Неравномерности характеристик полосы пропускания суммируются.
Сведения о фильтрах
В настоящее время используется три типа фильтров: Бесселя, Баттерворта и Чебышева.
Рисунок 67: АЧХ фильтров Бесселя, Баттерворта, Чебышева
Разная частотная составляющая сигнала получает и различный фазовый сдвиг. Если фазовый сдвиг пропорционален частоте, форма сигнала не изменяется. Такими свойствами обладает только фильтр Бесселя.
Рисунок 69: Передаточная характеристика фильтров Баттерворта, Бесселя, Чебышева
Передаточная функция фильтров: На вход фильтра подана идеальная ступенька. Импульсные сигналы искажаются в разной степени.
Передача фронта импульса соответствует высшим частотам спектра. Передача плоской вершины импульса соответствует низшим частотам спектра.
28