33.1 Фнч Золотарева.

Позволяют получить наибольшую крутизну характеристики в полосе задерживания.

Элементы фильтра выбирают таким образом, чтобы получить несколько резонансных частот. Возьмем ФНЧ Чебышева П-образный 3-го порядка и подсоединим параллельно ии получим ФНЧ Золотарева.

Выберем резонансную частоту полученного параллельного колебательного контура ив начале полосы задерживания и обозначим.

На частотесопротивление параллельного колебательного контура бесконечно велико, так как нет активного сопротивления и контур без потерь. Поэтому ток на частотев нагрузку не попадает,.

Характеристика стремится к бесконечности. На частотах больших сопротивление параллельного колебательного контура уменьшается, ток начинает проходить в нагрузку иуменьшается. Получается кривая представленная на рисунке., которая не должна опускаться ниже чем.

Контур, из-за которого характеристика имеет всплеск называется режекторным. Сколько в схеме режекторных контуров, столько будет всплесков в характеристике.

Можно получить такую же характеристику, если в Т-образную схему ФНЧ Баттерворта последовательно подключить.

Насопротивление последовательного контура мало, поэтому ток резонанасонй частоты в нагрузку не попадет, а закорачивается через.

33.2 Фвч Золотарева.

ФВЧ Золотарева строятся аналогично построению ФНЧ Золотарева.

33.3 Полосовой фильтр Золотарева

Чтобы получить ПФ (полосовой фильтр) Золотарева необходимо взять схему ФНЧ и ФВЧ Золотарева и совместить их.

ФНЧ ФВЧ

Золотарева Золотарева

Получаем

,настроены на частотуина этой частоте равна.,настроены на частотуина этой частоте равна.,настроены на частоту, и сопротивление при резонансе у них велико. Токи частот счерез эти параллельные контуры не пройдут. Сопротивление контурана частотеносит емкостной характер, а контур- индуктивный.

На частотеэти реактивные сопротивления равны, то есть получается резонанс напряжений, поэтому токи частотылегко проходят в нагрузку через эти контуры, так как сопротивление при резонансе напряжений мало.

Тема занятия : Специальные типы фильтров.

1 Специальные типы фильтров.

При выполнении расчетов фильтров предполагалось, что резистивные составляющие сопротивлений всех элементов равны нулю, чего в действительности быть не может. Наличие активных сопротивлений ухудшает характеристики фильтров: крутизна рабочего затухания уменьшается по сравнению а рассчитанной из-за уменьшения добротности контуров.

Фильтры LCудовлетворительно работают, если учесть тепловые потери:

Но сели полоса пропускания (ПП) узкая, а частота высокая, то добротность , что на практике выполнить невозможно. Поэтому на частотах выше 100 кГц применяются резонаторы, которые обладают высокой (десятки тысяч) добротностью. К ним относятся пьезоэлектрические и магнитострикционные фильтры (резонаторы).

2 Пьезоэлектрические фильтры.

Представляют собой пластинку, вырезанную определенным образом из кристаллов природного или искусственного кварца. Для подведения напряжения пластинку покрывают с двух сторон серебром. Используются такие типы фильтров в электронных часах.

Обозначение:

При работе пьезоэлектрического фильтра используются прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты.

Прямой: при сжатии и растяжении (то есть колебании) пластинки на одной поверхности появляется положительный заряд, а на другой – отрицательный.

Обратный: если к пластинке, покрытой металлом, подвести переменной напряжение, то она будет колебаться с частотой этого напряжения.

Кварцевая пластинка имеет собственную частоту колебаний, которая зависит от ее геометрических размеров. Если частота приложенного напряжения совпадает с собственной частотой колебаний пластины, то наступает механический резонанс, и пластина будет колебаться с максимальной амплитудой. При этом будет возрастать давление на грани, а следовательно и прямой пьезоэффект.

На гранях накапливается максимальный заряд и ток в цепи на этой частоте становится максимальным. Это явление сходно с явлением резонанса напряжений.

Эквивалентная схема замещения состоит из последовательного колебательного контура RLCиемкости между серебряными обкладками, при чем параметры контура такие, которые не встречались в обычных контурах (L-десятки Гн, С-сотые доли пФ,R-единицы Ом. Поэтому добротностьQполучается десятки тысяч):

Достоинства:

1 Широкий диапазон рабочих частот от 100 Гц до 20 МГц.

2 Возможность получения почти прямоугольной характеристики затухания.

3 Высокая стабильность этих характеристик.

Применяются данные фильтры как полосовые и режекторные фильтры.