Активные фильтры

Простые RС-фильтры обеспечивают подавление вне полосы пропускания, которое после точки, соответствующей уровню –3 дБ, количественно характеризуется спадом характеристики в 6 дБ на 1 октаву. Более высокий уровень подавления можно обеспечить многокаскадным соединением фильтров, но при этом будут наблюдаться потери, которые будет вносить каждый каскад.

Рис. 13.7. Каскадное соединение фильтров

Использование буферных элементов позволяет уменьшить потери, но добиться крутых фронтов все равно не удается.

Рис. 13.8. Каскадное соединение фильтров через буферы

LC-фильтры представляют собой достаточно сложные многозвенные (многополюсные) конструкции, в которых общая характеристика фильтра является суммарной характеристикой каждого отдельного звена. Подбором LC -элементов можно получить более крутые фронты по сравнению с RC -фильтрами.

Различают ряд фильтров, которые аппроксимируются различными функциями (полиномами). Так, например, наиболее известны фильтры Бесселя, Баттерворта, Чебышева. Повышение степени подавления в RC -фильтрах сопровождается ухудшением фазовой характеристики (разное время запаздывания сигналов разных частот) и неравномерностью в полосе пропускания.

Так, например, из перечисленных выше фильтров при равном числе звеньев (полюсов) наилучшей фазовой характеристикой (но и наименьшей крутизной излома АЧХ) обладает фильтр Бесселя, а обладающий наибольшей крутизной фильтр Чебышева имеет наихудшую равномерность АЧХ в полосе пропускания.

Фильтр Баттерворта имеет наилучшую равномерность плоской части АЧХ при промежуточном значении крутизны спада по отношению к фильтру Чебышева и Бесселя.

Рис. 13.9. Характеристики некоторых фильтров

Методика расчетов LC -фильтров хорошо отработана. Однако индуктивности представляют собой достаточно громоздкие и сложные в изготовлении радиоэлементы.

В активных фильтрах сделана попытка «замены» индуктивности электронными компонентами, которые имитируют индуктивное сопротивление. Для этого используются преобразователи отрицательного полного сопротивления (ПОПС). Задача ПОПС преобразовать входное сопротивление в некоторое заданное отрицательное сопротивление: Z _ВХ = −Z.

На основе ПОПС можно создать гиратор, который превращает входное сопротивление в обратное сопротивление, например соответствующее эквивалентной индуктивности L = R ² C.

Поиск по сайту: