Исследование активных фильтров.

Фильтром называется электронное устройство, предназначенное для пропускания или подавления сигналов определенного интервала частот.

Классификация:

1. По набору элементов, входящих в фильтр:

• пассивные из RLC-элементов;
• активные, в которых кроме пассивных элементов есть и активные (транзисторы, операционные усилители).

1. По виду пропускания сигнала:

• аналоговые;
• цифровые. В цифровых фильтрах пропускаемый сигнал предварительно преобразуется в цифровой.

1. По области применения:

• силовые, кот используются в источниках вторичного электропитания;
• информационные, которые используются в информационных системах.

Информационные аналоговые активные фильтры.

Основные параметры и характеристики:

Вид АЧХ и назначение фильтра зависит в основном от продольного сопротивления фильтра Z1.

Обычно фильтр представляют в виде четырехполюсника с Z1 (продольное сопротивление) и Z2 (поперечное сопротивление).

1. Z1 = R+jwL

Если R – активно-индуктивное сопротивление, то фильтр нижних частот (ФНЧ).

2. Z1 = jwС – фильтр верхних частот (ФВЧ)

3. Z1 = - полосовой фильтр (ПФ)

4. Z1 = - загородительный (режекторный) фильтр

Основные параметры фильтра имеют следующие названия:

• Полоса частот, в которой сигнал с входа фильтра на выход передается с минимальным ослаблением, называется полосой прозрачности или зоной пропускания.
• Полоса частот, в которой сигнал не пропускается фильтром с входа на выход, называется зоной затухания или полосой непрозрачности.
• Частота, разделяющая полосы прозрачности и непрозрачности, называется частотой среза.

Теоретическая АЧХ.

Однозвенный ФВЧ.

Однозвенный ФНЧ.

Однозвенным называется фильтр, содержащий один реактивный элемент. Количество реактивных элементов определяется углом наклона ЛАЧХ – 20 дБ/дек. Если фильтр двухзвенный, то угол наклона составляет 40 дБ/дек.

Принцип действия:

Первый закон Кирхгофа для точки А:

Для ФВЧ: