6.5.3 Согласование с помощью шлейфа Татаринова

На некотором расстоянии l₀ от конца линии R_ex⁼z₀, но нужно скомпенсировать реактивную составля­ющую. В этом месте включается реактивный элемент с сопротивлением

В качестве компенсирующего элемента удобно использовать отрезок линии, короткозамкнутый на конце, который называется параллельным реактивным шлейфом.

В основной части линии, слева от точки АВ, будет существовать только падающая волна.

6.5.4 Линия как колебательная система

Линия, короткозамкнутая на конце, эквивалентна параллельному колебательному контуру, настроенному на частоту f₀ , если её длина равна

где , n = 1,2,3…

Добротность колебательной системы:

,

R₁ – сопротивление потерь; l – длинна линии.

Для к.к

Диапазон УКВ <1 Ом:

1. метровые 1-10 м;

2. дециметровые 1-10 дм;

3. сантиметровые 1-10 см;

4. миллиметровые 1-10 мм;

Добротность колебательной системы в виде отрезка двухпроводной линии определяется волновым сопротивлением z_Q (сотни Ом) и сопро­тивлением потерь R₁ (в диапазоне УКВ - единицы Ом). Следовательно, добротность составляет сотни единиц.

Аналогично можно использовать отрезки разомкнутых линий. Применяются для селекции колебаний диапазона УКВ, СВЧ

Электрические фильтры .

1 Виды фильтров.

Электрические цепи, предназначенные для выделения колебаний, лежащих в определенном диапазоне частот, называются фильтрами.

Диапазон частот, пропускаемых фильтром, называется полосой прозрачности или пропускания. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в этом диапазоне мало отличается от некоторой константы, например «1»: Н_u( ) 1.

Область частот, подавляемая фильтром называется полосой задерживания или непрозрачности. АЧХ мало отличается от «0»: Н_u( ) 0.

Полоса частот, расположенная между полосой пропускания и полосой задерживания называется полосой перехода. В соответствии с диапазоном частот, пропускаемых фильтром, различают следующие фильтры:

1. нижних частот ― полоса пропускания от 0 до некоторой гр;

2. верхних частот ― полоса пропускания от гр до ;

3. полосовые ― полоса пропускания от гр₁ до гр₂;

4. заграждающие ― полоса задерживания от 0 до гр₁ и от гр₂ до .

АЧХ идеальных фильтров имеют следующий вид:

Рисунок 5.1 - Аплитудно-частотные характеристики идеальных фильтров

АЧХ реальных фильтров отличаются от АЧХ идеальных . Например для реального ФНЧ АЧХ имеет вид:

Рисунок 5.2 – Аплитудно-частотная характеристика ФНЧ

Идеальные фильтры не имеют полосы перехода. В реальном ФНЧ в полосе задерживания Н( ) не должна превышать некоторого заданного уровня , которому соответствует частота .

В зависимости от наличия в фильтрах усилительных элементов различают пассивные фильтры, которые состоят из пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности), и активные фильтры ― устройства, содержащие усилительные элементы и пассивные фильтры . В свою очередь, пассивные фильтры подразделяются на реактивные (или LC-фильтры), безиндуктивные ( или RC-фильтры) и пьезоэлектрические (или кварцевые) фильтры.

Сложные структуры реактивных фильтров получают путем каскадного согласованного соединения отдельных звеньев. Простейший тип звена Г-образное. При каскадном соединении таких звеньев получают симметричные П- или Т-образные звенья.

Схемы Г-образных звеньев (звенья второго порядка) имеют следующий вид:

Обозначения элементов, приведенные на схемах, позволяют установить единые количественные соотношения, справедливы для любой схемы фильтра.

Электрический фильтр наилучшим образом выполняет свои функции, если он согласован на выходе, т.е .нагружен на сопротивление, равное характеристическому: ( R_H= ; , где ― характеристическое сопротивление контура, составленного из L и C).