Частота среза многозвенных фильтров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Автор статьи рассказывает о некоторых аспектах построения многозвенных частотных RC-фильтров и выбора элементов для них.

Как известно, фильтр нижних частот (ФНЧ), схема которого изображена на рис. 1,а, пропускает в нафузку сигналы от постоянного тока до частоты среза (полоса пропускания) и ослабляет сигналы более высокой частоты (полоса затухания). За частоту среза f0 (рис. 1,б) принимают такую, на которой кривая амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра снижается на 3 дБ (точнее в √2 раз). Этот уровень выбирают потому, что при таком изменении напряжения мощность сигнала P=U2/r уменьшается в 2 раза.

Частота среза однозвенного (1-го порядка) RC-фильтра равна f0=1/2πτ, где τ = RC. Его АЧХ очень полога, в полосе затухания спад характеристики - всего 6 дБ на октаву (при изменении частоты в два раза) или 20 дБ на декаду (в десять раз).

Для увеличения крутизны спада можно применять несколько RC-звеньев, включенных последовательно. Для того чтобы звенья не влияли одно на другое, их разделяют буферными повторителями напряжения, как показано на рис. 2, а.

У двузвенного фильтра спад АЧХ будет равен приблизительно 12 дБ/окт, у трехзвенного - 18 дБ/окт, у четырехзвенного - 24 дБ/окт и так далее (рис. 2,б; по вертикальной оси отложены значения нормированного коэффициента передачи). В общем случае АЧХ многозвенного фильтра будет произведением АЧХ его звеньев, а частота среза уменьшится в α = 1/√n√2-1 раз, где n - число звеньев.

На рис. 2, б показано уменьшение частоты среза f0 с увеличением числа звеньев фильтра. В таблице указаны значения а для фильтров с числом звеньев от 2 до 10.

Такой фильтр может быть легко выполнен на любых усилителях с любым коэффициентом усиления (больше и меньше единицы), даже с разным знаком усиления (т. е. с инвертированием или без него). Просто общий коэффициент передачи по напряжению Кu в полосе пропускания будет равен произведению коэффициентов всех звеньев.

Еще одно достоинство такого фильтра - очень "мягкая", без колебаний и выбросов, реакция на скачки уровня входного сигнала.

Если на RC-звеньях строят фильтр не нижних, а верхних частот (рис. 3,а), то частота среза при добавлении каждого звена будет не уменьшаться, а увеличиваться (рис. 3, б), но численное значение коэффициента а остается прежним.

Такое изменение частоты среза необходимо учитывать при проектировании устройства с несколькими ступенями и соответствующим числом разделительных конденсаторов. Если, например, число разделительных конденсаторов равно 10, а нижняя частота среза должна быть равна 20 Гц, то каждый ФНЧ, образованный конденсатором вместе с входным сопротивлением следующей за ним ступени, должен иметь частоту среза примерно 5,4 Гц.

То же относится и к выбору корректирующих конденсаторов ОС, формирующих характеристику ФНЧ. Если таких конденсаторов несколько или имеются RC-цепи между узлами устройства, ограничивающие частотную полосу сверху, частоту среза каждой из них необходимо выбирать выше верхней рабочей частоты всего устройства в целом.

Автор: А.Бражниов, г.Пенза

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Регулярная сексуальная активность продлевает жизнь 13.05.2025

Новое исследование, проведенное учеными Вашингтонского университета в Сент-Луисе, раскрыло важную роль сексуальной активности в поддержании здоровья и сокращении риска преждевременной смерти. Доказано, что регулярные интимные отношения могут значительно уменьшить вероятность раннего ухода из жизни. В ходе 11-летнего исследования было проанализировано состояние здоровья 15 269 человек, средний возраст которых составлял 39 лет. Участники исследования были разделены на две группы в зависимости от частоты их сексуальной активности. Примерно 72% из них занимались сексом как минимум раз в месяц, и 36% - не реже одного раза в неделю. В течение исследования 228 человек скончались, среди причин смерти были болезни сердца, рак и другие заболевания. Оценив данные, исследователи пришли к выводу, что высокая интенсивность сексуальной активности существенно влияет на продолжительность жизни. В частности, люди, имеющие сексуальные отношения хотя бы раз в неделю, имели в два раза меньший риск пр ...>>

4K лазерный проектор Samsung The Premiere 5 13.05.2025

Компания Samsung представила модель 4K ультракороткофокусного лазерного проектора The Premiere 5, который обещает изменить подход к домашнему кинотеатру и развлечениям. Samsung The Premiere 5 предлагает пользователям не только высокое качество изображения, но и интуитивно понятное управление и гибкость использования. Главной особенностью новинки является уникальная тройная лазерная система, обеспечивающая ультракороткофокусную проекцию с разрешением 4K. Проектор способен отображать изображение с диагональю до 100 дюймов, при этом для этого требуется всего лишь 43 сантиметра расстояния от поверхности. Это позволяет установить устройство в самых ограниченных пространствах и проецировать картинку на любую плоскую поверхность, будь то пол, стол, стена или экран. Кроме отличного качества изображения, Samsung The Premiere 5 предлагает и необычное взаимодействие с пользователем. Проектор оснащен инфракрасной камерой и лазерным модулем, которые отслеживают движение рук и пальцев. Это ...>>

Рок-музыка помогает хирургам работать точнее 12.05.2025

Многие хирурги по всему миру включают любимые композиции во время операций - не столько ради развлечения, сколько для создания благоприятной рабочей атмосферы. Однако, как выяснилось, музыкальное сопровождение способно не только поднимать настроение, но и напрямую влиять на качество и скорость медицинских манипуляций. Новое исследование, проведенное в Техническом университете Дрездена, проливает свет на неожиданный эффект рок-музыки в условиях хирургической практики. Ученые провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как различные музыкальные жанры воздействуют на точность движений врачей и общее время выполнения задач. Испытуемыми стали профессиональные хирурги, которым предлагалось выполнять стандартные процедуры - такие как разрез и зашивание - под музыкальное сопровождение. Особое внимание было уделено известным композициям рок-групп, в частности AC/DC и The Beatles. Результаты оказались весьма примечательными. При прослушивании энергичных треков AC/DC, таких как "Highway To ...>>

Случайная новость из Архива Озера Земли испаряются быстрее, чем считалось 06.07.2022 Ученые из Техасского университета заявили о том, что озера Земли испаряются гораздо быстрее, чем считалось. И это испарение играет гораздо большую роль в гидрологическом цикле, чем предполагалось, и оказывает существенное влияние на моделирование климата и погоды. Естественные и искусственные озер занимают примерно пять миллионов квадратных километров площади Земли. В них содержится около 90% запасов пресной воды и обитает удивительное разнообразие организмов. Но повышение температуры и солнечной радиации, связанное с изменениями в облачном покрове, отрицательно влияют на озера. Уменьшение ледяного покрова также приводит к тому, что большие площади воды подвержены влиянию солнечного света. Все это в совокупности приводит к ускорению круговорота воды, от скопления на суше до рассеивания в атмосфере. Предыдущие оценки этого процесса базировались на скорости испарения, но одних только этих оценок недостаточно для отражения чистого объема потери озерной воды из-за других факторов, таких как циклы замерзания и оттаивания. Из-за этой зависимости от местных условий окружающей среды надежный показатель испарения должен рассчитываться отдельно для каждого озера. Именно это и сделали авторы нового исследования для 1,42 миллиона озер по всему миру. Они использовали ежемесячную информацию о потерях воды со спутников в период с 1985 по 2018 год и учитывали скорость испарения, площадь поверхности, продолжительность льда и изменения накопления тепла для каждого из этих озер. "Мы обнаружили, что долгосрочное испарение из озера составляет 1500 плюс-минус 150 кубических километров в год, что на 15,4% больше, чем предыдущие оценки", - заявил ведущий автор исследования Ганг Чжао. То есть, небо "впитывает" на три триллиона литров воды больше, чем считалось ранее. Оказалось также, что искусственные водоемы вносят непропорционально больший вклад в испарение: 16% при вместимости в 5%. С глобальной точки зрения испарение озер может быть выше, чем совместное использование воды для бытовых и промышленных нужд. Вместе с тем, надежные данные об испарении существуют лишь для незначительного количества озер.

Другие интересные новости:

▪ Прикладные процессоры с модулем высокоскоростной беспроводной локальной сети и флэш-памятью NAND

▪ Трехмерное УЗИ

▪ Автомобиль для пожилых

▪ Диоксид азота усугубляет смертность от COVID-19

▪ Сенсорная клавиатура с Bluetooth

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья За державу обидно. Крылатое выражение

▪ статья Когда быстрее растут волосы? Подробный ответ

▪ статья Резиномотальщица. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Два аналоговых частотомера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Прикуривание сигары от горящей электролампочки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025