21. Назначение электрических фильтров, их классификацию и применение в аппаратуре связи (по схеме).

Электрические фильтры являются важнейшими узлами аппаратуры многоканальных систем связи и предназначены для разделения колебаний различных частот.

Электрическими частотными фильтрами называются четырехполюсники, которые с малым затуханием пропускают токи одних частот и с большим – других.

По назначению фильтры многоканальной аппаратуры можно разделить на:

Фильтры каналов – полосные фильтры, выделяющие сигналы, передаваемые по одному стандартному каналу тональной частоты;

Фильтры группового тракта, выделяющие многоканальные сигналы, передаваемые в групповой части аппаратуры;

Направляющие фильтры, используемые в двухпроводных, двухполосных системах связи для разделения сигналов противоположных направлений передачи;

Линейные фильтры, разделяющие сигналы различных систем, работающих по одной и той же паре проводов;

Фильтры вспомогательного назначения, используемые для снижения уровня помех в каналах, выделения несущих, контрольных или измерительных токов, подавления остатков несущих токов, ограничения спектра исходных сигналов и т.д.

В зависимости от схемы построения и соответственно полосы пропускания фильтры подразделяются на:

- фильтры нижних частот (ФНЧ);

- фильтры верхних частот(ФВЧ);

- полосовые фильтры (ПФ);

- режекторные (заградительные) фильтры.

Электрические фильтры выполняются из индуктивностей и емкостей. Их свойства определяются зависимостью реактивных сопротивлений от частоты.

Фильтром нижних частот называется фильтр, обладающий малым затуханием на всех частотах ниже некоторой предельной частоты и большим, затуханием на всех частотах выше предельной частоты.

Он пропускает все частоты от нуля(т.е. начиная с постоянного тока) до граничной частоты f_в. На рис. 1, показана схема фильтра нижних частот и график затухания сигнала в фильтре в зависимости от частоты.

На нижних частотах затухание фильтра мало, т.к. последовательно включенное индуктивное сопротивление мало, а нераз­дельно включенное емкостное сопротивление - велико. С ростом частоты индуктивное сопротивление увеличивается, а емкостное уменьшается, в результате

затухание фильтра возрастает. Полоса частот, которую фильтр пропускает с алым затуханием, называ­ется полосой пропускания f. Предельную частоту пропускания фильтра иногда называют частотой среза.

Ф

Рис. 3

ильтром верхних частот называется электрический фильтр, обладающий малым затуханием на всех частотах выше некоторой предельной частоты и очень большим затуханием на всех часто­тах ниже предельной частоты. ФВЧ пропускают все частоты от граничной f_н до бесконечности, рис.3. Полоса пропускания фильтра равна f=f_н:-.

В последовательные цепи этих фильтров включают конденсаторы, а в параллельные – дроссели, поэтому с увеличением частоты затухание уменьшается. Фильтры верхних частот принято называть конденсаторным фильтром, условное обозначение показано на рис.2б.

В аппаратуре многоканальной связи фильтры верхних и нижних частот выполняют роль на­правляющих и линейных фильтров.

Линейными называются фильтры, служащие для разделения частотных полос различных систем связи, организованных по одной и той же линии связи, а также для разделения каналов связи НЧ и ВЧ.

Реальный ФВЧ набирается, как и ФНЧ, из нескольких ячеек (Рис. 4). Верхнюю часть рисунка составляет фильтр высокой частоты К-3,0. Нижнюю часть рисунка составляет фильтр низкой частоты Д-3,0. В сумме они составляют линейный фильтр ДК-3,0..

Направляющими фильтрами называются фильтры, предназначен­ные для разделения двух различных частотных полос, используемых в двух полосных двухпроводных системах связи для передачи сигналов в противоположных направлениях. Они также представляют собой комплект из ФВЧ и ФНЧ.

Фильтр, обладающий малым затуханием в пределах определенной полосы частот и большим затуханием на частотах выше и ниже указанной полосы, называется полосовым фильтром.

Режекторные или заградительные фильтры пропускают все частоты, кроме какой – то одной частоты или узкой полосы частот от граничной частоты f_н до граничной частоты f_в.