42. Режекторные фильтры Баттерворта. Электрическая схема фильтра, прохождение токов различных частот, характеристика рабочего затухания

Режекторный фильтр (РФ) не должен пропускать в нагрузку определённую ПЧ.

Токи НЧ легко проходят в нагрузку через L₁ и L₂, C₂ и C₄ мешают им замкнуться через последовательные контура. Токи ВЧ легко проходят в нагрузку через C₁ и C₃, L₂ и L₄ мешают им замкнуться через последовательные контура. Все контура настроены в резонанс на центральную частоту фильтра . Сопротивление параллельных контуров L₁–C₁, L₃–C₃ велико (резонанс токов), а последовательных L₂–C₂ и L₄–C₄ мало (резонанс напряжений), поэтому ток частоты плохо проходит через параллельный контур и замыкается через последовательный, не попадая в нагрузку.

43. Полиномиальные фильтры Чебышева. Электрические схемы, характеристики рабочего затухания ФНЧ, ФВЧ, ПФ Чебышева, неравномерность затухания в полосе пропускания. Расчет полосового фильтра Чебышева на конкретном примере

Фильтр Чебышева имеет равномерную характеристику в ПП. Начертим характеристику ФНЧ Чебышева.

— неравномерное затухание в ПП

Сколько в схеме экстремумов, таков порядок фильтра.

Схема фильтра Чебышева такая же, как и фильтр Баттерворта, только расчёт ведётся по специальным таблицам нормированных коэффициентов фильтров Чебышева.

Чем больше , тем круче идёт характеристика в ПЗ. Но в любом случае не может превышать 3 дБ.

Выбирают наибольшее допустимое по техническим условиям.

ФНЧ:

ФВЧ:

Чтобы получить характеристику ПФ, совмещаем характеристики ФНЧ и ФВЧ.

Расчёт фильтра Чебышева

Задача

Рассчитать ПФ Чебышева

Дано:

Коэффициенты:

1	2	3
2,711	0,833	2,711

ФНЧ:

ФВЧ:

44. Электрические схемы фильтров Золотарева. Характеристики рабочего затухания фнч, фвч, пф Золотарева. Физический смысл работы фильтров

Имеют самую крутую характеристику в ПЗ. Чтобы получить схему ФНЧ Золотарёва надо взять схему ФНЧ Чебышева и подключить параллельно катушке L₂ конденсатор C₂.

Выберем резонансную частоту этого контура в начале ПЗ и обозначим её . На этой частоте получается резонанс токов, и сопротивление идеального параллельного контура будет равно бесконечности. Ток частоты через контура не пройдёт, значит . Характеристика вынуждена стремиться к , и она поэтому идёт круче.

На частотах выше сопротивление контура падает. Токи проходят через контур, и уменьшается. Получается провал характеристики, но он не может опускаться ниже .

Можно получить такую же характеристику, если во второй схеме последовательно с C₂ включить катушку L₂.

На частоте в контуре L₂–C₂ наступает резонанс напряжений, и сопротивление идеального последовательного контура равно 0. Ток частоты пойдёт через контур, значит на нагрузке (т. е. ток частоты полностью закорачивается через контур L₂–C₂).

Контур, из-за которого получается всплеск характеристики, называется режекторным. Сколько в схеме режекторных контуров, столько будет всплесков характеристики. Нарисуем схему и характеристику ФВЧ Золотарёва 5-го порядка:

Чтобы получить ПФ Золотарёва, надо взять схему ФНЧ и ФВЧ Золотарёва, совместить их и сдвинуть вправо.

ФНЧ:

ФВЧ:

ПФ:

Контура L_2а–C_2а и L_2б–C_2б настроены на частоты и соответственно. на этих частотах, т. к. в каждом контуре резонанс токов, получается всплеск характеристики.

На резонансной частоте сопротивление контура L_2а–C_2а носит емкостной характер, а L_2а–C_2а — индуктивный. Подбирают так эквивалентные емкостное и индуктивное сопротивление, чтобы на резонансной частоте они были равны. Значит между контурами возникает коллективный резонанс напряжений, и сопротивление всего участка стремится к 0, поэтому ток частоты f₀ легко пройдёт через этот участок в нагрузку. Контура L₁–C₁ и L₃–C₃ настроены в резонанс на центральную частоту . Сопротивление этих контуров велико, и ток частоты f₀ через них не проходит, а пойдёт в нагрузку.