2. Фильтр верхних частот
Это схема (рис.2), которая без изменений передает сигналы верхних частот, а на нижних частотах обеспечивает уменьшение амплитуды сигнала и опережение фазы выходного сигнала относительно фазы входного сигнала.
Рис. 2.
Основные расчетные формулы:
в частотной области:
;
;
=
169 Гц;
Расчет цепи:
f, Гц |
К |
ϕ, рад |
||
0,1 |
0,000591 |
1,570206 |
||
1 |
0,005906 |
1,56489 |
||
5 |
0,029518 |
1,541274 |
||
10 |
0,058959 |
1,511803 |
||
20 |
0,117308 |
1,453217 |
||
30 |
0,174468 |
1,395431 |
||
40 |
0,229919 |
1,338802 |
||
50 |
0,283218 |
1,283648 |
||
60 |
0,334019 |
1,230232 |
||
70 |
0,382068 |
1,178763 |
||
80 |
0,427208 |
1,129393 |
||
90 |
0,469367 |
1,082223 |
||
100 |
0,508544 |
1,037303 |
||
200 |
0,76323 |
0,702499 |
|
|
300 |
0,870875 |
0,513816 |
||
400 |
0,920899 |
0,400417 |
||
500 |
0,947168 |
0,326508 |
||
600 |
0,962415 |
0,275038 |
||
700 |
0,971972 |
0,237319 |
||
800 |
0,978329 |
0,208565 |
||
900 |
0,982761 |
0,185953 |
||
1000 |
0,985967 |
0,167723 |
||
1500 |
0,99369 |
0,1124 |
||
2000 |
0,996436 |
0,084456 |
||
2500 |
0,997714 |
0,067622 |
||
3000 |
0,998411 |
0,056378 |
||
Построение АЧХ и ФЧХ:
Переходная характеристика
График временной зависимости выходного напряжения строим по временной оси с масштабом, сравнимым с постоянной времени, на основе расчетных формул для временной области:
, t
,
t <
Примем E = 1 В, = 4 мс
Компенсированный делитель напряжения
Если омический делитель работает на емкостную нагрузку, то он представляет собой фильтр нижних частот. Компенсацию ослабления высоких частот проводят с помощью фильтра верхних частот (рис.3).
Рис. 3.
Для компенсации частотных искажений нужно согласовать коэффициенты деления для омической и емкостной частей делителя:
;
;
Расчет цепи:
Компенсирующая емкость:
За счет компенсации коэффициент К перестает зависеть от частоты и остается постоянным.
На основе этого можно построить АЧХ компенсированного делителя:
Амплитудно-частотная характеристика:
