Електричні фільтри за смугою пропускання поділяються на типи:

1. нижніх частот, що пропускають струм з частотою від нуля до відведеної частоти;

2. верхніх частот, що пропускають струми, починаючи з відведеної частоти до нескінченності;

3. смугові, що пропускають струм в смузі частот від f₁ до f₂;

4. режекторні, що не пропускають струми в смузі частот від f₁ до f₂;

Фільтри використовують для виділення необхідної смуги частот в різноманітних радіоприймальних пристроях, підсилювачах; для подавлення армонік на виході радіопередавальних пристроїв; подавлення індустріальних та інших завад радіоприйманню; подавлення шумів голки в програвачах; зменшення змінної складової випрямленого струму, а також затримку сигналів.

Важливим параметром фільтра являється характеристичний опір (хвильовий опір). Він дорівнює вхідному опору при роботі фільтра на узгоджене навантаження. Якщо опори не узгоджені, з’являються відбиття, в результаті чого, погіршується характеристика затухання.

Тому при проектуванні радіотехнічних пристроїв потрібно знати частотну залежність вхідного опору фільтра, котра визначається характеристичним опором та опором навантаження. При проектуванні та на практиці характеристичний опір намагаються зробити так, щоб він був постійний в якомога більшій смузі прозорості.

1 Аналіз технічного завдання та методів його реалізації

1.1 Загальні положення

Сучасні досягнення в галузі автоматичного та машинного методів схематичного проектування значно полегшують методику та розрахунки різноманітних схем, розрахунки за допомогою ЕОМ є найбільш точним за всі інші методи. Незважаючи на ці переваги в повсякденній практиці доводиться спочатку приблизно розраховувати типові вузли та контури, а вже потім використовувати технічні засоби, які дорого коштують, що на етапі навчального проектування недоцільно. Розрахунок схем за допомогою простих базових методів приводить до поглиблення теоретичних знань, вміння використовувати різні методи в залежності від виду завдання, підвищення практичних навиків.

Попередньо розрахувавши та проаналізувавши схему пристрою, на кінцевому етапі розрахунку доцільно використати ЕОМ для розв’язки арифметичних виразів та побудови графіків, що наочно дають змогу зрозуміти принцип дії пристрою.

В даній курсовій роботі потрібно, посилаючись на необхідні теоретичні матеріали та надані практичні рекомендації, дослідити передавальні характеристики активних електричних кіл з урахуванням виливу факторів ідеалізації характеристик та параметрів елементів, з яких вони складені. Для вирішення цих задач використовуємо методи, суть яких полягає в побудові схем заміщення для режимів малих сигналів з використанням залежних джерел, а також використанням аномальних елементів.

Широкого використання в якості активних елементів в радіотехніці набули транзистори та виготовлені на їх основі операційні підсилювачі.

Біполярні транзистори мають схему заміщення з використанням залежного джерела струму, яким керують за допомогою напруги на вході.

Операційні підсилювачі мають схему заміщення з використанням залежного джерела напруги, яким керують за допомогою напруги.

Окрім поширених в теорії електричних кіл традиційних елементів (залежних та незалежних джерел, резистивних, ємкісних та індуктивних елементів) для аналізу електронних схем іноді використовують аномальні елементи. Даними елементами є нуллатор, норатор, нуллор з умовними зображеннями, наведеними на рисунку 1.1.

Нуллатором (рис. 1.1, а) називають двополюсник, напруга та струм якого після приєднання до активного двополюсника дорівнюють нулю, тому неможливо його приєднувати до ідеалізованих джерел струму або напруги.

Норатором (рис. 1.1, б) називають двополюсник, у якого напруга та струм можуть приймати будь-які значення і не пов’язані між собою, а визначаються зовнішніми колами.

Нуллором (рис. 1.1, в) називають чотириполюсник, у якого вхідні струм та напруга дорівнюють нулю, а вихідні струм та напруга приймають будь-які значення, не пов’язані між собою.

Рисунок 1.1 – Аномальні елементи

Виходячи з визначення, можна стверджувати, що струм та напруга на нуллаторі не пов’язані законом Ома. Закони Кірхгофа для кіл з автономними елементами є діючими.

Нуллор можна уявити, як поєднання нуллатора та норатора. Він може служити схемою заміщення операційного підсилювача з безкінечно великим коефіцієнтом підсилення. Вхідні напруга та струм ідеального операційного підсилювача дорівнюють нулю, а за рахунок безкінечного підсилення вихідні струм та напруга можуть приймати будь-які значення.

2. Вхідні дані

Схема 22

Рисунок 1.2 – Електрична принципова схема досліджуваного фільтру

Задати

Розрахункові формули:

1.3 Мета роботи

1. Визначити передавальну функцію Н(р) схеми двома способами за допомогою схем заміщення активних елементів:

а) з використанням залежних джерел

б) з використанням аномальних елементів

2. За типом характеристики визначити функціональне призначення схеми. Побудувати ідеальні частотні характеристики

3. Обчислити значення параметрів елементів схеми

4. Побудувати реальні частотні характеристики з урахуванням параметрів елементів

5. Дослідити вплив паразитних параметрів активних елементів та технологічного розбігу параметрів пасивних елементів на частотні характеристики