Фильтр сетевой характеристики: Pilot Pro 5 метров купить сетевой фильтр Pilot Pro 5 метров цена в интернет магазине KNS

Содержание

Сетевые фильтры — особенности конструкции

30 Сентября 2021г.

Достаточно часто при покупке сетевого фильтра многие считают, что это просто удлинитель на несколько розеток с дополнительной кнопкой питания. Стоят сетевые фильтры обычно немного дороже, но их стоимость списывается на более массивный вид и толстый провод. Но по факту сетевой фильтр – это сложное и полезное устройство, позволяющее защитить бытовую и компьютерную технику.

Что такое сетевой фильтр

Сетевой фильтр – устройство, при помощи которого можно защищать подключенные в него электроприборы и бытовую технику от скачков напряжения. Он представляет собой колодку с несколькими розетками (не менее двух), кабель необходимой длины и сечения и вилку. Находит широкое применение в быту, офисах, на небольших производствах, где с его помощью производится одновременное подключение нескольких приборов в одну розетку. Не менее часто сетевой фильтр является не удлинителем с защитой, а непосредственно блоком погашения помех, предотвращающим скачки напряжения.

Как устроен сетевой фильтр

Сетевой фильтр неправильно сравнивать с традиционным удлинителем или тройником, так как он имеет более сложную конструкцию. Если рассматривать сетевые фильтры, оснащенные полноценной защитой, а не просто кнопкой включения/выключения, то они оснащены плавкими предохранителями, которые моментально прерывают цепь в случае колебаний напряжения в большую сторону. Дополнительно в схеме сетевого фильтра присутствуют конденсаторы и симметричный дроссель, наличие которых позволяет произвести сглаживание помех в электросети. Обязательным элементом в сетевом фильтре считается заземление, но стоит помнить, что оно будет срабатывать только в том случае, если он подключен к заземленной розетке.

Особенности сетевых фильтров

Качественно собранный сетевой фильтр имеет ряд особенностей, на которые необходимо обратить внимание перед его приобретением:

  • Внешний вид – на пластике должны быть четкие надписи, логотип производителя, предупреждения.
    Корпус производится из ударопрочного пластика, который при нагреве будет просто плавиться, а не загораться и не будет выделять вредных веществ в случае оплавления;
  • Технический дизайн – количество розеток, длина кабеля, наличие дополнительных индикаторов, наличие разъемов USB и фиксаторов проводов электроприборов, шторок для защиты от детей, система крепежа фильтра к стене;
  • Технические характеристики – максимальная мощность, на которую рассчитан фильтр, нагрузка и рассеиваемая энергия. Чем выше показатели мощности и нагрузки, тем большее количество электроприборов можно подключить к нему. Важно обратить внимание на тип и количество используемых предохранителей.

Требования к напряжению и частотная характеристика

Все представленные на рынке сетевые фильтры условно делятся на три группы – базовая (недорогие, простые и подходят для недорогой бытовой техники), продвинутая (применяются для офисной и дорогой техники) и профессиональная (гасят все помехи, поэтому используются для точного оборудования и дорогой электроники).

В зависимости от модели в сетевом фильтре используются 3-8 розеток типов C и F. Для того чтобы сетевой фильтр выдержал нагрузку в 10А применяются провода с жилами 0,75 или 1,0 кв. мм., а если планируемая нагрузка будет 16А, то имеет смысл купить фильтр с жилами 1,5 кв. мм.

Применение качественного сетевого фильтра позволяет стабилизировать частоту, отклонение которой от нормы должно составлять не более 0,2 Гц. В сетевом фильтре происходит подавление всех частот, кроме 50 Гц, при помощи конденсаторов и индуктивностей.

Разновидности сетевых фильтров

Сетевой фильтр является основой электрической сети в любом доме. Сколько розеток ни делай, всё равно придётся покупать удлинитель с дополнительными слотами для подключения бытовой техники. Это изделие может понадобиться по следующим причинам:

  • Недостаточная длина шнура. Обычно переноска может быть до 15 метров, что очень удобно при подключении пылесоса, обогревателя и прочей техники.
  • Если какая-то розетка не выдерживает нагрузку. Например, проложена слишком тонкая проводка в стене, которая постоянно греется и подгорает. Можно просто переключиться в удобное силовое гнездо при помощи удлинителя.
  • Если сгорел находящийся рядом участок проводки, а нужно продолжить работу приборов. Бывает так, что на кухне выгорели провода в коробке, а холодильники должны сохранять продукты. Переноска в доме никогда не помешает.
  • Если в доме недостаточно слотов для всех имеющихся устройств. Особенно эта проблема появилась с момента роста количества мобильных телефонов и планшетов. Всем необходимо заряжаться, но не на всех хватает мест.

Хорошая переноска стоит своих денег. Это приспособление нужно уметь выбирать, ведь имеется огромное количество разновидностей, начиная от фабричных изделий, заканчивая наборами для создания собственными руками. Сегодня эксперты «ПрофЭлектро» расскажут обо всём по порядку.

Какие разновидности переносок бывают

Перечислим основные разновидности этой интересной продукции:

  • Профессиональные модели. Они отличаются огромной длиной, вплоть до 100 метров. Обычно их используют строители. Провод разматывается от огромной катушки, по центру которой с двух сторон вмонтированы розетки. В домашних условиях такое устройство также не помешает, особенно владельцам частных домов. Можно будет быстро и просто организовать пикник на заднем дворе с использованием всех электроприборов и развлечений.

  • Неразборные бытовые модели. Они обычно предназначены для компьютеров и различных ультрасовременных устройств. Достаточно хлипкая конструкция компенсируется отсутствие подвижности и малой длиной кабеля. Это очень удобный вариант, чтобы взять его с собой в дорогу. Часто они специально снабжаются удобным футляром, что как бы намекает на их портативное использование. Можно удобно почитать книгу в отеле или зарядить мобильные устройства в путешествии.


  • Специальные модели для компьютера. Они редко рассчитаны на нагрузку более 1. 5 кВт, но позволяют добиться высокой степени надёжности. В них есть встроенное заземление, а передача тока внутри корпуса розеток производится по шинам. Короткое замыкание полностью исключено, а именитые производители устраивают многоступенчатые проверки прямо на конвейере, чтобы обеспечить стабильность в работе.


Можно ли собрать собственными руками

Да, это также возможно, но нужно подобрать качественные розетки, крепкую вилку, а также надёжный шнур. В этом случае всё будет не хуже, чем у именитых производителей. Процесс изготовления мы уже описывали ранее в статьях. Иногда при отсутствии доступа к фирменным изделиям, лучше собрать всё собственными руками. Это позволит выносить гораздо большую нагрузку, а также обеспечить безопасность в использовании.

Не используйте дешевую китайскую продукцию

Сейчас на рынках имеется нереально большое количество различных изделий от безымянных контор, которые собираются вручную без учёта качества. Это очень опасно, в них часто применяется горючий пластик, который легко воспламеняется в случае возникновения короткого замыкания. Также там обычно превышено значение предельной нагрузки. Могут написать даже 10 кВт, что будет неправдой. Обычно всё завышено в 5-10 раз.

Где приобрести качественную переноску

Огромное разнообразие этих изделий представлено в ассортименте нашего интернет-магазина «ПрофЭлектро». Мы поставляем эту продукцию напрямую от известных производителей, что получает избежать подделок и установить справедливую стоимость. Каждый товар при поступлении в магазин и перед отправкой покупателю обязательно проверяется экспертами на стендах. Вы получите полностью работоспособную продукцию, без изъянов и заводского брака. Доставка возможна по всей России, в любой город и регион.

Конструкция и технические характеристики модулей УЭЦН

Конструкция и технические характеристики модулей УЭЦН

 

Рисунок  1 Установка центробежного насоса

Установка погружного центробежного электронасоса состоит из:

     1    Компенсатор

     Компенсатор входит в состав гидроэащиты, предназначенной для защиты погружных маслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках.

Компенсатор имеет устройство для автоматического сообщения с полостью электродвигателя.

Компенсатор устанавливается в нижней части погружного электродвигателя.

2  Погружной электродвигатель ПЭД

Погружной асинхронный электродвигатель служит для привода электроцентробежного насоса и состоит из ротора, статора, головки, основания и узла токоввода.

Внутренняя полость двигателя заполнена маслом. Фильтр для очистки масла расположен в нижней части двигателя.

Погружной электродвигатель комплектуется гидрозащитой (протектор, компенсатор) для предотвращения проникновения пластовой жидкости в двигатель и утечки масла из двигателя.

Для эффективного охлаждения двигателя необходимо постоянное наличие потока жидкости в кольцевом пространстве между его корпусом и внутренними стенками

эксплуатационной колонны.

Погружные электродвигатели выпускаются различной мощности и поперечного габарита, что позволяет выбрать оптимальный двигатель для привода конкретного насоса.

3 протектор

Протектор входит в состав гидрозащиты, предназначенной для защиты погружных мэслозаполненных электродвигателей от проникновения пластовой жидкости в их внутреннюю полость, компенсации утечки масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках.

Протектор имеет две упругие диафрагмы (верхнюю и нижнюю), за счет деформации которых компенсируются изменения объема масла в электродвигателе.

Протектор устанавливается в верхней части погружного электродвигатепя между двигателем и газосепаратором (ипи приемным модулем насоса в случае отсутствия

газосепаратора).

Центробежный газосепаратор

При эксплуатации скважин с высоким газосодержанием откачиваемой нефти для уменьшения вредного влияния свободного газа на работу ЭЦН в компоновку подземного оборудования включают дополнительный модуль — газосепаратор.

При работе газосепараюра происходит разделение потока на жидкую и газовую фазу в сепарационных барабанах под действием центробежной силы. При этом отсепарированный газ направляется в затрубное пространство, а дегазированная жидкость подается на прием насоса.

Использование эффективного газосепарзтора позволяет устойчиво эксплуатировать установки ПЭЦН в скважинах, где обьемное содержание свободного газа на входе в насос существенно превышает 30%.

В скважинах, где входное объемное газосодержание менее 30% (например, в высокообводненных скважинах) вредного влияния газа на работу насоса не отмечается и в использовании газосепаратора нет необходимости.

Газосепаратор устанавливается между протектором гидрозащиты и нижней секцией ЭЦН.

Многосекционный многоступенчатый электроцентробежный насос

Погружной электроцентробежный насос ПЭЦН в общем случае состоит из нескольких модуль — секций, достигая в длину нескольких метров.

Каждая секция включает в себя большое (до 100 и более) число ступеней. Рабочая ступень насоса состоит из рабочего колеса и направляющего аппарата (см. рисунок) и рассчитана на определенную подачу.

Требуемый напор насоса получают комбинированием необходимого числа ступеней. При работе насоса давление в нем плавно возрастает по его длине.

В случае отсутствия в компоновке погружного оборудования газосепаратора насос комплектуют входным модулем. При использовании газосепаратора во входном модуле нет необходимости.

В зависимости от поперечного габарита насосы изготавливаются трех групп: 5. 5А и 6 (123.7; 130 и 148.3мм соответственно). Наиболее распространены насосы групп 5 и 5А.

При откачке жидкости с большим (>30%) содержание» свободного газа эффективность работы насоса резко понижается, что может привести к срыву (прекращению подачи установки.

Обратный клапан

Обратный клапан предназначен для предотвращения обратного (турбинного] вращения рабочих колес насоса под воздействием столба жидкости в напорном трубопроводе при остановках насоса и облегчения ею последующею запуска, используется для олрессовки колонны НКТ после спуска установки в скважину.

Обратный клапан состоит из корпуса 1 обрезиненного седла 2. на которое опирается тарелка 3. Тарелка имеет возможность осевого перемещения в направляющей втулке 4.

Под воздействием потока перекачиваемой жидкости тарелка поднимается, тем самым открывая клапан. При остановке насоса тарелка опускается на седло под воздействием столба жидкости в напорном трубопроводе и клапан закрывается. Обратный клапан устанавливается между верхней секцией насоса и сливным клапаном. На период транспортировки обратный клапан закрывают крышками 5 и 6

Сливной клапан

Сливном клапан предназначен для слива жидкости из насосно -компрессорных труб при подъеме насоса из скважины.

Сливном клапан состоит из корпуса 1 с ввернутым в него штуцером 2, который уплотнен резиновым кольцом 3.

Перед подъемом насоса из скважины конец штуцера, находящийся во внутренней полости клапана, сбивается (обламывается)  сбрасыванием в скважину специального инструмента и жидкость из колонны НКТ вытекает через отверстие в штуцере в за трубное пространство.

Сливной клапан устанавливается между обратным клапаном и колонной труб НКТ.

На период транспортировки сливной клапан закрывают крышками 4 и 5.

Кабельная линия

Кабельная пиния предназначена для подачи электрического напряжения переменного тока с поверхности к погружному двигателю установки.

Кабельная линия состоит из основного кабеля (плоского или круглого) и соединенного с ним плоского кабеля -удлинителя с муфтой кабельного ввода.

Соединение основного кабеля с удлинигелем производится неразъемной соединительной муфтой (сросткой). С помощью сростки также могут быть соединены участки основного кабеля для получения необходимой длины.

Кабель — удлинитель имеет уменьшенные наружные размеры по сравнению с основным кабелем.

Муфта кабельного ввода обеспечивает герметичное присоединение кабеля к ПЭД.

В зависимости от температуры и агрессивности откачиваемой среды выпускаются кабели с различной степенью изоляции. Современные кабели способны работать при температуре до 200 °С и напряжении до 4000 В.

Станция управления

Станция управления обеспечивает питание, управление работой погружной установки и защиту ее от аномальных режимов работы.

Современные станции управления могут быть оборудованы тиристорными преобразователями для бесступенчатого регулирования частоты вращения вала насоса, что позволяет плавно регулировать подачу и напор установки, обеспечивать мягкий (без рывков) пуск двигателя после отключения.

Станция управления обеспечивает контроль, индикацию и запись основных рабочих параметров установки, отключение электродвигателя при перегрузке/недогрузке, понижении сопротивления изоляции и др.

Трансформатор

Трансформатор предназначен для питания погружных электродвигателей от сети переменного тока напряжением 380 или 6000 В.

Трансформаторы выпускаются маслонаполненные и сухие (без охлаждающего масла) номинальной мощностью от 40 до 400 кВА.

Шифры установок следующие: первая буква «У»  обозначает
установку, если после нее стоит цифра, то она обозначает порядковый номер модернизации, «Э» — с приводом от электродвигателя, «Ц» — центробежный насос, «Н» — нефтяной. Следующая цифра и буква«А» обозначают условную габаритную группу, последующие цифры, записанные через тире, —  номинальную подачу (м3/сут), номинальный напор (м) при номинальной подаче.

Условные габаритные группы
установок следующие:

·  группа 5 — для эксплуатации
скважин с внутренним диаметром эксплуатационной колонны
не менее 127,7 мм;

· группа 5А — не менее 130 мм;

· группа 6 — не менее 144,3 мм;

·  группа 6А — не менее 148,3 мм.


В обозначениях установок, поставляемых с насосами повышенной износостойкости, добавляется буква И, а с насосами повышенной коррозионной стойкости — буква К.

13. Фильтры и аттенюаторы — Сетевой анализ и синтез — Dev Guis

ГЛАВА ЦЕЛИ

Внимательно изучив эту главу, вы сможете делать следующее:

➢ Объясните основную функцию схемы фильтра.

➢ Различайте пассивный фильтр и активный фильтр.

➢ Классифицируйте пассивные фильтры и объясните функции каждого типа фильтра.

➢ Объясните параметры фильтра.

➢ Нарисуйте и объясните основные схемы фильтров в разделах T и π .

➢Проведите анализ фильтровальных сетей как на участке T , так и на участке π .

➢Провести анализ постоянных фильтров типа K или прототипа.

➢Решать задачи на постоянных фильтрах типа К .

➢Провести сравнение параметров постоянных фильтров нижних и верхних частот типа K .

➢Укажите ограничения постоянных фильтров типа K .

➢Изменить постоянные фильтры типа K , чтобы получить фильтры м, производные от .

➢Анализируйте все типы фильтров м, производных от .

➢Разработка составных фильтров с использованием постоянных фильтров типа K и производных фильтров m .

13.1 ВВЕДЕНИЕ

Фильтр блокирует нежелательные или шумовые сигналы и пропускает полезные или полезные сигналы. Фильтр — это в основном частотно-избирательная сеть, которая пропускает сигналы определенной полосы частот и отклоняет или ослабляет сигналы других частот. Например, фильтр нижних частот (LPF) пропускает низкочастотные сигналы и ослабляет все частоты выше выбранной частоты среза.

Сеть с фильтром высоких частот (HPF) будет пропускать только те входные сигналы, частоты которых выше выбранной частоты среза.

Полосовой фильтр (BPF) пропускает сигналы выбранной полосы частот, в то время как полосовой фильтр (BSF) блокирует частоты в своей полосе. Полоса частот, пропускаемая фильтром, называется полосой пропускания, а полоса частот, которая разделяет полосу пропускания и полосу заграждения фильтра, называется частотой среза. На рисунке 13.1 показаны различные типы фильтров, их формы входных и выходных сигналов, а также их частотная характеристика.

LPF пропускает низкочастотные сигналы и блокирует или ослабляет сигналы, которые имеют частоты выше заданной частоты среза ( f c ). Форма входного сигнала для LPF, как показано на рисунке 13.1 (a), состоит из низкочастотного сигнала и высокочастотного нежелательного сигнала. Фильтр пропускает низкочастотный сигнал. Этот низкочастотный сигнал появится на выходе фильтра. Однако высокочастотный нежелательный сигнал (шумовой сигнал) будет остановлен или значительно уменьшен на выходе.

Рисунок 13.1 (a) Фильтр нижних частот

График зависимости усиления от частоты ( f ) для фильтра и затухания от частотной характеристики показаны на рисунке.

HPF пропускает высокочастотные входные сигналы и останавливает или ослабляет низкочастотные сигналы, как показано на Рисунке 13.1 (b).

Рисунок 13.1 (b) Фильтр высоких частот

Волновые формы BPF и BSF показаны на Рисунке 13.1 (в) и (г) соответственно.

Рисунок 13.1 (c) Полосовой фильтр

Рисунок 13.1 (d) Полосовой фильтр

13.1.1 Измерение в децибелах

Изменение выходного сигнала фильтра измеряется в децибелах (дБ). Децибел составляет одну десятую бела. Поскольку бел большой, используется единица децибел. Пусть выходное напряжение блока фильтра изменяется с В 1 на В 2 при изменении частоты.Изменение мощности выражается как логарифм отношения мощности, которое изменяется от p 1 до p 2 . Изменение мощности (Δ P ) выражается следующим образом:

Если предполагается, что мощность рассеивается в сопротивлении нагрузки R L , то Δ P дается следующим образом:

Принимая мощность как i 2 R L , Δ P можно выразить следующим образом:

Изменение выходной мощности, напряжения и тока можно измерить с помощью трех приведенных выше выражений соответственно.

13.2 ТИПЫ ФИЛЬТРОВ

В основном фильтры бывают двух типов: активные фильтры и пассивные фильтры.

Активные фильтры — это фильтры, содержащие активные элементы, такие как OP-AMP и транзистор, в дополнение к резистору и конденсатору. Активный фильтр не только пропускает или останавливает конкретную полосу частот, но также усиливает сигнал, который проходит через нее.

Пассивные фильтры состоят только из пассивных компонентов, таких как катушка индуктивности и конденсатор. Такие фильтры не могут усилить проходящий через них сигнал.

В этой главе мы будем описывать только пассивные фильтры.

13.3 КЛАССИФИКАЦИЯ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

По выполняемым функциям пассивные фильтры классифицируются следующим образом:

1. Фильтры нижних частот (LPF)

2.Фильтры верхних частот (HPF)

3. полосовые фильтры (BPF)

4. полосовые фильтры (BSF)

13.3.1 Фильтры нижних частот

Это фильтры, которые пропускают все частоты ниже выбранной частоты среза f c и ослабляют / останавливают / подавляют сигналы, частота которых больше f c .Характеристика затухания для идеального ФНЧ показана на рисунке 13.2. Из характеристики затухания LPF ясно, что затухание равно нулю в полосе пропускания, а затухание сигнала максимально в полосе заграждения.

Следует отметить, что показанные характеристики относятся к идеальному фильтру нижних частот. Для фильтра нижних частот полоса пропускания составляет от 0 до f c , а полоса заграждения — от f c до ∞.

Рисунок 13.2 Характеристика затухания ФНЧ

13.3.2 Фильтр высоких частот

Это фильтр, который пропускает все сигналы, частота которых выше, чем частота среза, и останавливает сигналы, частота которых меньше f c .

Характеристики затухания HPF показаны на рисунке 13.3.

Следовательно, для фильтра верхних частот (HPF) полоса пропускания составляет от f c до ∞, а полоса заграждения составляет от 0 до f c .

Рисунок 13.3 Характеристика затухания ФВЧ

13.3.3 Полосовые фильтры

Это фильтр, который пропускает определенную полосу частот и останавливает все остальные частоты.

Он имеет две частоты среза: нижнюю частоту среза ( f 1 ) и более высокую частоту среза ( f 2 ). Этот фильтр пропускает все те сигналы, частота которых лежит внутри диапазона f 1 f 2 , и останавливает все другие частотные сигналы.Характеристики затухания для BPF показаны на рисунке 13.4. Следовательно, для БПФ даются:

Полоса пропускания: f 1 от до f 2

Стоп-зона: от 0 до f 1 и f 2 до ∞.

Рисунок 13.4 Характеристика затухания BPF

13.3.4 Полосовой или заглушающий фильтр

Это фильтр, который останавливает определенную полосу частот и пропускает все остальные частоты.Это прямо противоположно полосовому фильтру (BPF). Характеристики затухания для полосового фильтра показаны на рисунке 13.5.

Рисунок 13.5 Характеристика затухания полосового фильтра

Следовательно, для БПФ даются:

Полоса пропускания: от 0 до f 1 и f 2 до ∞

Стопорная лента: f 1 от до f 2 .

13.4 ПАРАМЕТРЫ ФИЛЬТРА

Есть четыре важных параметра, которые необходимы для анализа производительности сети фильтров. Они следующие:

1. Постоянная распространения γ

2. Постоянная затухания α

3.Постоянная фазового сдвига β

4.Характеристический импеданс Z 0

13.4.1 Константа распространения (
γ )

Для любой двухпортовой сети с волновым сопротивлением Z 0 , как показано на рисунке 13.6 можно записать следующее:

Рисунок 13.6 Двухпортовая сеть, ограниченная характеристическим импедансом Z 0

, где γ известна как постоянная распространения. Константа распространения определяет характеристики распространения любой двухпортовой сети.

Кроме того,

, где α — действительная часть γ и известна как константа затухания фильтра, а β — мнимая часть γ и известна как фазовая постоянная.

13.4.2 Константа затухания

Всякий раз, когда сигнал проходит через пассивную сеть / фильтр, он ослабляется, потому что пассивные компоненты, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, потребляют часть энергии сигнала. Константа затухания определяет затухание сигнала, когда он проходит через фильтр.

Единицы ослабления

Затухание может быть выражено в децибелах или неперах.

Neper: Определяется как натуральный логарифм отношения входного тока, напряжения или мощности к выходному току, напряжению или мощности.

Децибел: Определяется как десятикратный общий логарифм отношения входного тока / напряжения / мощности и выходного тока / напряжения / мощности.

Децибел ( D ) можно записать следующим образом:

Связь между Неперсом и децибелами

13.4.3 Постоянная фазового сдвига (
β )

Когда сигнал проходит через фильтр, он немного сдвигается по фазе. Постоянная фазового сдвига означает фазовый сдвиг в сигнале, когда он проходит через фильтр.

Единицы фазового сдвига

Единица фазового сдвига — радианы или градусы. Соотношение между радианами и градусами можно записать следующим образом:

13.4.4 Характеристическое сопротивление (Z
0 )

Характеристический импеданс — это импеданс изображения двухпортовой сети. Для симметричных сетей импеданс изображения на порте 1-1 ‘равен импедансу изображения на порте 2-2’. Они равны характеристическому сопротивлению Z 0 .

13,5 ФИЛЬТРУЮЩИЕ СЕТИ

Фильтр состоит из реактивных элементов, таких как катушки индуктивности и конденсаторы. Фильтр не производит затухания для полосы пропускания или полосы передачи и обеспечивает полное затухание для всех других частот, называемых полосой затухания или полосой заграждения. Фильтры используются в системах связи.

Фильтры изготавливаются из симметричных T- или π -секций. T- и π -секции представляют собой комбинацию асимметричных сетей L , как показано на рисунках 13.7 и 13,8 соответственно.

13.5.1 Формирование симметричной сети
T

Рисунок 13.7 Симметричная и Т-образная сеть сделана из асимметричных L-образных сетей

13.5.2 Формирование симметричной
π -сети

Рисунок 13.8 Симметричная π -Сеть из асимметричных L-сетей

13.5.3 Лестничная сеть

Лестничная сеть представляет собой каскадное или последовательное соединение множества секций T- и π .Есть два типа лестничных сетей.

1. Т -секционная лестничная сеть.

2. π -секционная лестничная сеть.

Они показаны на рисунках 13.9 и 13.10 соответственно.

Т-образная лестничная сеть

Он образуется путем последовательного соединения множества секций T , как показано на рисунке 13.9.

Рисунок 13.9 Т-образная лестничная сеть

π-секционная лестничная сеть

Он образован путем соединения нескольких секций π -сетей в каскад, как показано на рисунке 13.10.

Рисунок 13.10 π-секционная лестничная сеть

13.6 АНАЛИЗ ФИЛЬТРУЮЩИХ СЕТЕЙ

В этом разделе мы объясним, как определяются основные параметры сетей T- и π .

13.6.1 Симметричная
T -сеть

Мы знаем, что основными параметрами сети фильтров являются ее характеристический импеданс, постоянная распространения, постоянная затухания и постоянная фазового сдвига.Они рассчитываются следующим образом.

Характеристическое сопротивление (Z 0 )

Если двухпортовая сеть симметрична, импеданс изображения Z i1 на порте 1-1 ‘равен импедансу изображения Z i2 на порте 2-2′, и этот импеданс изображения называется характеристическое сопротивление Z 0 .

Рисунок 13.11 Т-сеть

Когда сеть заканчивается Z 0 (характеристическое сопротивление), тогда входное сопротивление

Рассмотрим сеть T , показанную на рисунке 13.11.

Входное сопротивление сети T , показанной на рисунке, записывается следующим образом:

Теперь замените Z на = Z 0 (используя уравнение (13.7))

Выражение для характеристического импеданса сети T .

Z 0 (характеристическое сопротивление) также можно выразить через Z OC (полное сопротивление холостого хода) и Z SC (полное сопротивление короткого замыкания).

Найдем полное сопротивление разомкнутой цепи Тл -сети. Из рисунка 13.12 видно, что полное сопротивление холостого хода записывается следующим образом:

Рисунок 13.12 Импеданс холостого хода сети T

Из рисунка 13.13 импеданс короткого замыкания сети T рассчитывается следующим образом:

Рисунок 13.13 Импеданс короткого замыкания в сети T

Умножение уравнений (13.9) и (13.10) получаем:

Следовательно, характеристический импеданс для сети T, , Z OT имеет следующий вид:

Рисунок 13.14 (a) Симметричная сеть T , подключенная к импедансу нагрузки Z 0

Константа распространения (γ)

Как показано на рисунке 13.14, I 1 , I 2 , В 1 и В 2 — это входной ток, выходной ток, входное напряжение и выходное напряжение соответственно.

Применяя KVL в сетке II, как показано на Рисунке 13.14 (a), мы получаем следующее:

Теперь по определению получаем следующий вид:

Подставляя это значение в уравнение (13.12), можно получить следующую форму:

Подставляя это значение в уравнение, получаем следующий вид:

Возведя обе стороны в квадрат, уравнение можно записать следующим образом:

Разделив обе стороны на 2, получим:

Это необходимое выражение для постоянной распространения симметричной сети T .

Константа затухания (α) и постоянная фазового сдвига (β)

Из уравнения (13.14) постоянная распространения является сложной функцией, представленной как γ = α + . Действительная часть α является мерой изменения величины тока или напряжения в сети, а мнимая часть β является мерой разности фаз между входным и выходным токами или напряжениями.

Подставив в уравнение γ = α + , получим:

Случай I: Когда α = 0, уравнение (13.15) можно записать так:

Учитывая величину,

Случай II: Чтобы получить выражение для α , подставьте β = π в уравнение (i)

Частота среза ( f c )

У нас

Для полосы пропускания α = 0

Подставляя в уравнение γ = jβ , получаем следующий вид:

Теперь пределы cos θ составляют ± 1

Следовательно, в полосе пропускания уравнение можно записать следующим образом:

Частоту среза можно получить, подставив следующее:

Рисунок 13.14 (б)

Графическое представление уравнений показано на следующем Рисунке 13.14 (b).

Сводка уравнений сети T

1.: волновое сопротивление

2.: постоянная распространения

3.: постоянная затухания

4.: фазовый сдвиг

5. Z 1 + 4 Z 2 = 0: уравнение для получения частоты среза.

13.6.2 Анализ сети
π

Найдем характеристический импеданс для сети π , показанной на рисунке 13.15.

Рисунок 13.15 A π-сеть

На рисунке входное сопротивление сети равно:

По определению Z в = Z 0 , подставляя это значение в уравнение, получаем следующее:

Умножив и разделив на Z 1 , получим:

Теперь докажем следующее:

, где Z OC и Z SC — это, соответственно, импеданс разомкнутой цепи и короткого замыкания π -сети.

Полное сопротивление холостого хода ( Z oc ) π -Сеть

Рисунок 13.16 Определение импеданса холостого хода π-сети

Найдем полное сопротивление короткого замыкания π -сети:

Из рисунка 13.17 и его эквивалентной схемы, показанной на рисунке 13.18, получаем

Рисунок 13.17 Определение импеданса короткого замыкания в сети π

Уравнение умножения (13.17) и (13.18) получаем:

Рисунок 13.18 Схема, эквивалентная рисунку 13.17

Умножив и разделив на Z 1 запишем уравнение следующим образом:

Соотношение между характеристическими сопротивлениями T, -сети Z OT и π -сети Z выражается следующим образом:

У нас

Подставляя значение из уравнения (13.19) в уравнении (13.20) получаем следующий вид:

Следовательно, произведение характеристического импеданса T, -сети и π -сети равно произведению последовательного и шунтирующего импедансов.

Здесь Z 1 равно общему последовательному сопротивлению сети фильтров, а Z 2 равно общему сопротивлению шунта сети фильтров.

13.6.3 Обзор параметров сети фильтров

Параметры фильтрующей сети приведены в таблице 13.1.

Таблица 13.1 Параметры сети T и π -сети

13.7 КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЛЬТРОВ

До сих пор мы видели четыре типа фильтров: LPF, HPF, BPF и BSF. Когда по линии передается несколько сигналов, необходимо использовать фильтры для их разделения. Например, речевой канал с несущей частотой 50 кГц требует ширины полосы частот от 46 до 54 кГц. Полосовой фильтр (BPF) должен беспрепятственно пропускать сигнал любой частоты в этой полосе частот, то есть от 46 кГц до 54 кГц, и отклонять все другие сигналы вне этого диапазона.

Таким образом, выходной сигнал фильтра зависит от частоты. Это называется частотной характеристикой фильтра. Если диапазон частот или диапазон изменения амплитуды сигнала большой, для построения частотной характеристики используется логарифмический масштаб.

Нам также известно, что фильтры бывают двух основных типов: пассивные фильтры и активные фильтры. В обоих случаях фильтры предназначены для выбора или отклонения полосы частот. Это достигается за счет использования последовательной или параллельной комбинации R, L и C .В активных фильтрах используются операционные усилители или транзисторы R, L и C и .

Фильтры могут быть классифицированы как постоянного типа K или м -полученного типа.

В зависимости от соотношения между Z 1 и Z 2 фильтры классифицируются следующим образом:

1.Постоянный K -типа или прототипа фильтров.

2. м -Поставленные фильтры

Они описаны в этом разделе.

13,8 ПОСТОЯННАЯ

K — ФИЛЬТРЫ ТИПА ИЛИ ПРОТОТИПА

Постоянный фильтр типа K — это фильтр, который удовлетворяет следующему соотношению:

, где Z 1 — импеданс последовательного плеча.

Z 2 — полное сопротивление плеча шунта.

K — расчетный импеданс, или номинальный импеданс, или нулевое характеристическое сопротивление.

Константа K Фильтры типа могут быть типа T или типа π .Эти фильтры также называются фильтрами-прототипами, потому что фильтры другого сложного типа могут быть получены из постоянных фильтров типа K . Постоянные K -типы могут быть низкочастотными, верхними, полосовыми или полосовыми. Они обсуждаются в следующих разделах.

13.8.1 Константа
K Фильтры нижних частот типа (ФНЧ)

В LPF последовательным элементом является индуктор, а шунтирующим элементом — конденсатор. T- и π — Сечение для постоянного ФНЧ K типа показано на рисунке 13.19.

Рисунок 13.19 Константа K Тип LPF

Выражения для различных параметров константы K Тип ФНЧ

Расчетное сопротивление (K) . В постоянном К типа ФНЧ,

Полный последовательный импеданс, Z 1 = jωL и

Полное сопротивление шунта,

Далее, для постоянных фильтров типа K имеем, Z 1 Z 2 = K 2

Подставляя значения Z 1 и Z 2 в уравнение, получаем следующее:

Частота среза (f c ).У нас есть пределы полосы пропускания, как указано ниже:

Теперь у нас есть f c = 0 и условие.

Подставляя j 2 = −1, получаем

Константа затухания ( α ). Чтобы найти постоянную затухания, мы имеем следующее соотношение:

Подставляя Z 1 = jωL и в уравнение, получаем:

Заменитель ω = 2 πf

Теперь из уравнения (13.23) имеем следующий вид:

Подставляя это значение в уравнение (13.24), мы получаем следующие формы:

и затухание в полосе пропускания α = 0.

Фазовая постоянная β . В полосе заграждения β = π и в полосе пропускания

Рабочие характеристики постоянного ФНЧ типа K показаны на рисунке 13.20.

Рисунок 13.20 Рабочие характеристики постоянного фильтра К-типа

Характеристический импеданс (Z 0 ).У нас

Подставляя Z 1 = jωL и получаем:

Далее, для ФНЧ

и

Подставляем значение Z 1 = jωL

Используя уравнение (13.26), получаем следующую форму:

Расчетные параметры. У нас

Приравнивая два уравнения, то есть уравнение (iii) и (iv), мы получаем следующую форму:

Подставляя это значение в уравнение (iii), уравнение можно записать следующим образом:

Краткое описание постоянного ФНЧ типа K

1.Расчетное сопротивление:

2. Расчетные параметры:

3. Частота отсечки:

4. ослабление:

5.Фазовая постоянная:

6.Характеристическое сопротивление:

Числовое решение на ФНЧ постоянного типа K

Пример 13.1 Разработайте секционный фильтр нижних частот T с частотой среза 1,5 кГц для работы с расчетным импедансом 600 Ом.

Рисунок 13.21 (а)

Рисунок 13.21 (б)

Рисунок 13.21 (c)

Решение: Учитывая

Теперь для постоянного ФНЧ типа K запишем уравнение:

Требуемый дизайн показан на рисунке 13.21a.

Пример 13.2 На рисунке 13.21 (b) показана секция пассивного фильтра. Найдите его частоту среза и характеристическое сопротивление при f = 0.

Раствор: Данный фильтр представляет собой ФНЧ секции Т- постоянного К-типа. Сравнивая рисунок 13.21 (b) с рисунком 13.21 (c), мы получаем

Теперь для LPF f c можно записать следующим образом:

Пример 13.3 Разработайте постоянный ФНЧ типа K с частотой среза 2000 Гц и характеристическим сопротивлением нулевой частоты 200 Ом. Нарисуйте T- и π -часть фильтра.

Решение: Учитывая

Теперь для LPF L и C можно рассчитать следующим образом:

Требуемый дизайн представлен на рисунке 13.22.

Рисунок 13.22

Пример 13.4 Постоянный ФНЧ типа K , состоящий из секции T , имеет индуктивность 63,6 мГн в каждом последовательном плече и 0,088 мкФ в шунтирующем плече. Найдите (1) частоту среза и (2) затухание в β на 5000 Гц.

Решение: Схема приведена на рисунке 13.23. Для сравнения также показан общий дизайн.

Рисунок 13.23

1. Частота отсечки

2. Затухание при 5000 Гц, то есть f = 5000 Гц и у нас

Пример 13,5 Каждое плечо симметричного ФНЧ T с сечением состоит из индуктора 6 мГн, а плечо шунта — 0.Конденсатор 03 мкФ. Найдите проектный импеданс и частоту отсечки.

Решение: Данная схема показана на рисунке 13.24

Теперь для LPF расчетное сопротивление

и

Рисунок 13.24

Пример 13.6 Спроектируйте T- и π -часть постоянного ФНЧ типа K с частотой среза 10 кГц и расчетным импедансом 450 Ом.Затем найдите его характеристический импеданс и фазовую постоянную на частоте 5 кГц, а также определите затухание на частоте 12 кГц.

Решение: Учитывая

Теперь для LPF, L и C можно рассчитать следующим образом:

Постоянный ФНЧ типа X для секций T- и π показаны на рисунке 13.25.

Рисунок 13.25

Характеристическое сопротивление при f = 5 кГц = 1500 Гц

Теперь мы вычисляем фазовый сдвиг при f = 5 кГц = 5000 Гц как

Затухание α при f = 12 кГц, рассчитывается как показано ниже

Для постоянного ФНЧ типа K имеем значение α as,

13.8.2 Константа
K Фильтры высоких частот типа (HPF)

В HPF последовательным элементом является конденсатор, а элементом шунтирующего плеча является индуктор, то есть в случае HPF.

Конфигурация схемы ФВЧ постоянного типа K , как типа T, , так и типа π , показана на рисунке 13.26.

Рисунок 13.26 Конфигурация цепей HPF

Выражение параметров для HPF представлено следующим образом.

Расчетное сопротивление ( K )

Мы знаем, что для постоянного ФВЧ типа K можно записать следующее:

Подставляя значения Z 1 и Z 2 , получаем:

Частота среза (f c )

В полосе пропускания получаем следующее:

То есть

Константа затухания (α)

В полосе пропускания α = 0 и в полосе заграждения

Получаем

Теперь для HPF у нас есть следующее:

Подставляя это значение в уравнение (13.31), получаем:

Фазовая постоянная (β)

В полосе пропускания, β = π

В полосе задержки,

Производительность HPF

Изменение α с частотой и изменение β с частотой показаны на рисунках 13.27 и 13.28, соответственно.

Рисунок 13.27 Изменение затухания с частотой

Характеристическое сопротивление (Z 0 )

Имеем следующие:

Рисунок 13.28 Изменение фазового сдвига с частотой

Замена

(Из уравнения (13.32) у нас было

Расчетные параметры

Мы получили следующее для HPF:

и

Из уравнений (13.33) и (13.34) ясно, что C можно записать следующим образом:

Подставляя это значение в уравнение (13.33), получаем значение L следующим образом:

Краткое описание постоянного фильтра HPF типа K

Затухание:

Фазовая постоянная:

Волновое сопротивление:

13.8.3 Сравнение постоянного
K типа LPF и HPF

До сих пор мы обсуждали постоянные фильтры нижних и верхних частот типа K как в секции π , так и в секции T .Конструктивные параметры этих фильтров сведены в Таблицу 13.2.

Таблица 13.2 Сравнительная таблица расчетных параметров постоянных ФНЧ и ФНЧ типа K

Числовые решения на константе K Тип HPF

Пример 13.7 Спроектируйте постоянный ФВЧ типа K с частотой отсечки 5500 Гц и расчетным импедансом 750 Ом. Нарисуйте T -секционный фильтр и π -секционный фильтр.

Решение: Учитывая

Теперь для HPF, L и C можно рассчитать следующим образом:

Таким образом, фильтры T -сегмент и π -сегмент показаны на рисунке 13.29.

Рисунок 13.29

Пример 13.8 ФВЧ секции T имеет частоту отсечки 3000 Гц и бесконечное частотное характеристическое сопротивление 500 Ом.Найдите характеристическое сопротивление при 5000 Гц.

Решение: Учитывая

Теперь для HPF мы получаем следующее:

Пример 13.9 На рисунке 13.30 показано сечение HPF. Найдите частоту среза и характеристический импеданс при f = ∞.

Рисунок 13.30

Решение: Данная схема представляет собой HPF типа T , и мы знаем, что общая конфигурация схемы для HPF типа T показана на рисунке 13.31.

Рисунок 13.31

Следовательно, учитывая

Волновое сопротивление при f = ∞

Пример 13.10 На рисунке 13.32 показана секция фильтра верхних частот. Найдите частоту среза и характеристическое сопротивление при f = ∞.

Рисунок 13.32

Решение: Общая конфигурация схемы π -секционного фильтра верхних частот показана на рисунке 13.33.

Сравнивая общую конфигурацию с данным сечением π , получаем

и

Характеристический импеданс при f , равный ∞, рассчитывается как

Рисунок 13.33

Пример 13.11 Разработайте T — и π — участок постоянного фильтра высоких частот типа K с частотой среза 20 кГц и расчетным импедансом 450 Ом.Кроме того, найдите его характеристический импеданс и фазовую постоянную на частоте 25 кГц, а также определите затухание на частоте 4 кГц.

Решение: Учитывая

Теперь для HPF мы получаем следующее:

Таким образом, конструкции показаны на рис. 13.34.

Рисунок 13.34

Характеристический импеданс при f = 25000 Гц

Фазовая постоянная при 25 кГц, то есть при f = 25000 Гц.

У нас

Затухание при f = 4 кГц, то есть при 400 Гц

Для постоянного ФВЧ типа K имеем:

13.8.4 Постоянная
K Полосовой фильтр типа

Полосовой фильтр может быть получен путем каскадного соединения ФНЧ и ФВЧ, как показано на Рисунке 13.35.

Конфигурация схемы постоянного ППФ типа К показана на рисунке 13.36.

Рисунок 13.35 Блок-схема постоянного полосового фильтра K-типа

Тройник

После каскадного соединения секций T (последовательное плечо состоит из последовательного резонансного контура, а короткое плечо состоит из параллельного резонансного контура), мы получаем полосовой фильтр, как показано на рисунке 13.37.

Рисунок 13.36 Полосовой фильтр, полученный последовательным соединением ФНЧ и ФВЧ

Рисунок 13.37 Полосовой фильтр в секции T , полученный последовательным соединением ФНЧ и ФВЧ

π — Участок

После соединения π -секций каскадом (последовательностью) мы получаем полосовой фильтр в π -секции, как показано на рисунке 13.38.

Рисунок 13.38 Полосовой фильтр в π-секции, полученный последовательным соединением π-секции постоянного фильтра K-типа и постоянного фильтра HPF K-типа

Анализ постоянного К-типа BPF

Для последовательного плеча, резонансная частота = и для параллельного плеча, резонансная частота =

В полосовом фильтре резонансная частота последовательного плеча равна резонансной частоте шунтирующего плеча.

Расчетное сопротивление (K)

и Z 2 (полное сопротивление шунтирующего плеча)

Теперь, для постоянных фильтров типа K , Z 1 Z 2 = K 2

Подставляя в уравнение значения Z 1 и Z 2 , получаем:

Используя уравнение (13.35), то есть L 1 C 1 = L 2 C 2 , получаем:

Используя уравнение (13.36), то есть используя,

Частоты отсечки

В BPF есть две частоты среза: низкая частота среза ( f 1 ) и более высокая частота среза ( f 2 ). Выведем выражения для f 1 и f 2 для полосы пропускания,

Частота отсечки может быть получена по следующим уравнениям:

Умножая обе стороны на Z 1 , получаем

Случай 1: Возьмем Z 1 = j2K .

Следовательно,

Это одна частота среза BPF.

Случай II: Когда Z 1 = — j 2 K

Затем

Принимая отрицательное значение, получаем:

Это вторая частота среза BPF.

Затухание (α)

Подставляя значения Z 1 и Z 2 из уравнений (13.37) и (13.38)

Фазовая постоянная (β)

Резонансная частота (f o )

Мы знаем, что частоты среза возникают, когда Z 1 + 4 Z 2 = 0 или Z 1 = −4 Z 2

Умножая обе стороны на Z 1 , получаем:

То есть Z 1 при f 1 = Z 1 при f 2 [∴ Величина Z 1 такая же при f 1 и f 1 , разница только в уравнении]

Теперь, когда ω 0 резонансная свободная

Характеристическое сопротивление (Z 0 )

Для полосового фильтра следующие уравнения можно записать как,

Расчетные параметры

Теперь на f 1 , то есть выше частота среза

Следовательно, получаем

, где f 1 — верхняя частота среза, а f 2 — нижняя частота среза.

Далее мы должны вычислить значение K .

Подставляя значение C 1 в уравнение, получаем следующую форму:

Далее мы знаем

Подставляя значение C 1 в уравнения, мы получаем значение L 1 .

а у нас

Сводка полосового фильтра:

Конфигурация цепи.

Рисунок 13.39 Полосовой фильтр в секции T и в π-секции

Расчетное сопротивление.

Частоты отсечки.

Резонансная частота.

Фазовая постоянная ( β ).

Характеристические сопротивления.

Расчетные параметры.

Производительность ППФ постоянного К-типа.

Рисунок 13,40 α в зависимости от характеристики f

Рисунок 13.41 Характеристика β по сравнению с f

Цифры на БПФ

Пример 13.12 Спроектируйте участок T и участок π постоянного ПФФ типа K , который имеет полосу пропускания от 1500 до 5500 Гц и характеристическое сопротивление 200 Ом.Далее найдите резонансную частоту последовательных и шунтирующих плеч.

Решение: Дано f 1 (нижняя частота среза) = 1500 Гц; f 2 (верхняя частота среза) = 5500 Гц

и К = 200 Ом

Теперь для постоянного К -типа БПФ,

Требуемый дизайн показан на рисунке 13.42.

Рисунок 13.42

Теперь, резонансная частота последовательного плеча

13.8.5 Константа
K Тип -полосовой ограничивающий / устраняющий полосы фильтр

Меняя местами последовательные и шунтирующие ветви полосового фильтра, мы можем получить полосовой фильтр, как показано на рис. 13.43 (a) и (b).

Конфигурация цепи

Рисунок 13.43 Полосовой фильтр, созданный на основе полосового фильтра (а) Т-образное сечение; (б) π-участок

То есть последовательные элементы были соединены параллельно, а шунтирующие элементы — последовательно.

Кроме того, в этом фильтре компоненты, то есть L 1 , C 1 , L 2 и C 2 , выбраны так, чтобы их резонансные частоты были одинаковыми. Эта частота известна как резонансная частота или центральная частота или среднеквадратичная частота фильтра. Итак, у нас будет

Для полосового фильтра Z 1 и Z 2 можно рассчитать как:

и

Различные параметры полосового фильтра рассчитываются как,

Расчетный импеданс (K ): знайте, что для постоянного K фильтров типа Z 1 Z 2 = K 2

Подставляя значение Z 1 и Z 2 из уравнений (13.40) и (13.41) получаем следующий вид:

Подставляя, L 1 C 1 = L 2 C 2 из уравнения (13.39), в приведенном выше примере получаем

Из уравнения (13.39), L 1 C 1 = L 2 C 2 или

Подставляя это значение в уравнение, получаем значение К.

Частота отсечки: Частота отсечки может быть получена из уравнения

Умножая обе стороны на Z 1 , получаем

Случай I: Когда Z 1 = j2K (предположим, что это f 1 )

Затем, используя уравнение (13.40) имеем следующий вид:

или выражение для нижней частоты среза BPF,

Случай II: Когда Z 1 = — j2K (предположим, что это при f 2 ), то можно получить следующее уравнение

Учитывая только положительное значение, получаем f 2 следующим образом:

Выражение для более высокой частоты среза,

Затухание (α) : У нас

Используя уравнения (13.40) и (13.41), получаем

Полагая из уравнения (13.39), получаем

Фазовый сдвиг (β) :

Резонансная частота ( f 0 ):

Волновое сопротивление (Z 0 ): У нас

Используя уравнения (13.40) и (13.41), мы получаем следующее

Расчетные параметры:

Положив получаем

Далее имеем или

Обзор полосового фильтра

Конфигурация цепи:

Рисунок 13.44 Полосовой фильтр в T и p -секции

Расчетное сопротивление:

Частоты среза:

Затухание (α):

Фазовый сдвиг (β):

Резонансная частота ( f 0 ):

Волновое сопротивление (Z 0 ):

Расчетные параметры:

Пример 13.13 Расчет пассивной постоянной K типа BSF с расчетным импедансом 200 Ом и частотой отсечки 2000 Гц и 6000 Гц.

Решение: Дано K = 200 Ом; f 1 = 2000 Гц; f 2 = 6000 Гц

Теперь для постоянного ЧСФ типа К мы имеем следующий вид:

Требуемый дизайн показан на рисунках 13.45 и 13.46.

Рисунок 13.45

Рисунок 13.46

13.8.6 Сравнение фильтров типа Constant
K

После обсуждения всех фильтров постоянного типа K , мы теперь представляем их параметры схем в сводной форме в таблице 13.3.

Таблица 13.3 Параметры константы K Фильтры типа

13.8.7 Ограничения постоянных фильтров типа
K

Постоянные фильтры типа K имеют в основном следующие два ограничения:

1.Характеристический импеданс схемы фильтра не остается постоянным в полосе пропускания и является функцией частоты, то есть изменяется с частотой.

Мы знаем, что фильтр дает идеальные характеристики только в том случае, если он ограничен сопротивлением, равным характеристическому сопротивлению.

Поскольку в постоянных фильтрах типа K характеристический импеданс различается на разных частотах, возникает рассогласование.

2.Его затухание не увеличивается резко за пределы частоты среза, как показано на рисунке 13.47 и рисунок 13.48 для фильтра нижних частот.

Рисунок 13.47 α в зависимости от характеристики f (реальный случай)

Рисунок 13.48 α в зависимости от характеристики f (идеальный случай)

Чтобы преодолеть эти ограничения постоянных фильтров типа K , используются фильтры м, производные от .

13,9

м -ФИЛЬТРЫ ИЗ ПИТАНИЯ

В фильтрах м, производных от , используется прототип или постоянный фильтр типа K .

Следующие модификации сделаны для получения фильтров м, производных от , из постоянных фильтров типа K .

1. Последовательный импеданс умножается на коэффициент м

2. Импеданс шунта делится на коэффициент м

3. Дополнительный импеданс противоположного знака добавляется последовательно или параллельно

Резонансная частота шунтирующего плеча выбрана так, чтобы она была немного выше, чем у постоянного фильтра типа K .

На частоте f импеданс шунтирующей ветви равен нулю, то есть затухание бесконечно. Это видно из выражения для затухания как

При f = f , Z 2 = 0 и, следовательно, α = ∞. Это дает очень резкое отсечение или затухание.

Здесь м — постоянная величина и 0 < м <1.

13.9.1
м -Поставлено T -разрез

Как упоминалось ранее, участок м, производный от T , как показано на рисунке 13.50, может быть получен из постоянного фильтра типа K , показанного на рисунке 13.49, путем внесения следующих изменений:

Рисунок 13,49 Константа типа K

Рисунок 13,50 Тройник, производный m

1. Умножьте последовательное сопротивление, то есть на м .

2. Импеданс Z 2 заменяется на, таким образом, чтобы значение Z 0 (характеристическое сопротивление) было одинаковым для обоих случаев.

Теперь для постоянного K -типа, T -сечения имеем:

Для участка м, производного от T , имеем:

Теперь, приравняв характеристические сопротивления,

Разрез T , полученный из м, показан на Рисунке 13.51. Также преобразование из постоянного типа K в производный тип м показано на рисунке 13.52.

Рисунок 13.51 Окончательное Т-образное сечение

Рисунок 13.52 Преобразование из константы K -типа в m-производный тип Фильтр

13.9.2
m -Поставлено π -Раздел

Постоянный фильтр типа K и соответствующий фильтр на основе m в сегментах π показаны на рисунке 13.53.

Рисунок 13.53 Константа K Фильтр типа и его m-производное в π-сечении

Следовательно,

Итак, это параллельная комбинация mZ 1 и.

Таким образом, окончательный разрез π м, полученный из , перерисовывается, как показано на рис. 13.54.

Рисунок 13.54 Фильтр π-сечения, производный м

13.9,3
м -Получен фильтр нижних частот

В фильтре нижних частот последовательным элементом является индуктор, то есть Z 1 = мкОм , а шунтирующим элементом является конденсатор, то есть

.

Представляя Z 1 как L и Z 2 , поскольку конфигурации схемы показаны, как показано на рисунках 13.55 и 13.56.

Конфигурации цепей

Рисунок 13.55 Производный фильтр нижних частот m в Т-образном сечении

Рисунок 13.56 π-секция для m-производного фильтра нижних частот

Анализ ФНЧ, производных от м , представлен в следующем виде:

Частота бесконечного затухания (f ):

Знаем (частота среза для ФНЧ)

Приравнивая обе части уравнения (13.46), получаем

Затухание (α):

Для ФНЧ м, производных от ,

Now, на м, производный от LPF,

Подставляя значение (1- м 2 ),

Константа изменения, где f c > f >

Фазовый сдвиг (β) рассчитывается как,

Теперь, подставляя значение из уравнения (13.48) в уравнении получаем

Изменение затухания ( α ) и фазового сдвига ( β ) в зависимости от частоты показано на рисунке 13.57.

Рисунок 13.57 Показывает изменение затухания и фазовый сдвиг фильтра, полученного по методу m

Следовательно, LPF, производный от м , дает очень резкое затухание, но затухание падает за пределы f . Это недостаток фильтров на основе м и .

Характеристическое сопротивление: Для профиля T можно получить следующее уравнение:

Используя уравнение (13.47), мы имеем следующую форму:

Для π -Раздел получаем следующий вид:

13.9.4 Обзор
m — Полученный фильтр нижних частот

Конфигурации цепей:

Рисунок 13.58 Фильтры нижних частот m-производных в T- и π-сечении

Выражение для м :

Частота среза:

Расчетные параметры:

Затухание ( α ):

Фазовый сдвиг ( β ):

Волновое сопротивление:

13.9,5
м -Получен фильтр высоких частот

Конфигурации цепей:

Рисунок 13.59 Фильтры верхних частот, производные от m, в Т- и π-сечении

Выражение для f : При f пропускание через фильтр равно нулю, а затухание бесконечно.

Сейчас,

Теперь для постоянного ФВЧ типа K получаем следующий вид:

То есть f < f C Выражение для m : Теперь у нас есть

Затухание (α ):

Для начала найдем из T — участок:

Следовательно,

Следовательно, затухание

Фазовый сдвиг ( β ): Имеем

Используя уравнение (13.50), получаем значение β .

Изменения частоты α и β показаны на рисунке 13.60.

Рисунок 13.60 Изменение затухания и фазового сдвига с частотой

Характеристический импеданс ( Z 0 ): Имеем следующий вид:

Используя уравнение (13.49), получаем

Сейчас, Z 1 Z 2 = K 2

13.9.6 Сводка по
м — Поставка HPF

Конфигурации цепей:

Рисунок 13.61 Фильтры высоких частот m-производные в Т- и π-сечении

Выражение для м:

Частоты среза:

Значения компонентов:

Затухание (α):

Фазовый сдвиг (β):

Волновое сопротивление:

13.9.7 Сравнение поставляемых LPF
m и HPF

После обсуждения м. — ФНЧ и ФВЧ, полученные на выходе, мы теперь можем представить эти фильтры с их проектными параметрами в консолидированной форме, как показано в Таблице 13.4.

Таблица 13.4 Расчетные параметры m-производных фильтров нижних и верхних частот

13.9.8
m -Поставленный полосовой фильтр

Конфигурация цепи:

Рисунок 13.62 Полосовые фильтры m, полученные каскадом m -Полученные LPF и HPF в Т-образных секциях

После каскадного подключения T -часть м -производного фильтра нижних частот и T -секция м -производного фильтра верхних частот, мы получим полосовой фильтр м как показано на рисунке 13.63.

Рисунок 13.63 Тройник м -Поставлен БПФ

После каскадирования T -часть из м. -производного фильтра нижних частот с π -секция м. -секция фильтра нижних частот, как показано на рисунке 13.64 (a), мы получаем полосовой фильтр π , как показано на рисунке 13.64 (b).

Рисунок 13.64 Полосовой фильтр в π-сечении, как на рисунке (b), образован каскадным T -участком и π-участком м. -Полученные фильтры нижних частот, как показано на рисунке (a ).

Различные полезные результаты для м ПНФ, полученного из :

Выражение для м:

, где f 2 (верхняя частота среза) и f 1 (нижняя частота среза)

— частота бесконечного затухания.

Значения компонентов:

13.9.9
m -Поставляемый ленточный стопорный фильтр

м. Полосные заградительные фильтры могут быть изготовлены из полосовых фильтров м как в сегменте T , так и в сегменте π после изменения их последовательностей и шунтирующих плеч, как показано на рис. 13.65 и рис. 13,66 соответственно.

Рисунок 13.65 Полосовой фильтр на основе м в сегменте T Получено из раздела T Полосовой фильтр

Рисунок 13.66 Полосовой фильтр, полученный из m, в π-участке Получен из π-участка на м -Полученный полосовой фильтр

Вот некоторые полезные результаты для ЧФ м, производных от :

Значения компонентов:

13.10 КОМПОЗИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Мы только что исследовали постоянные фильтры типа K и производные от m . Было замечено, что постоянный фильтр типа K не дает резкого отсечки / затухания.Мы также видели, что фильтр на основе м имеет резкую отсечку или затухание, но его затухание уменьшается для частот выше f . Уменьшение затухания за пределами f является ограничением м фильтров, производных от , которое можно преодолеть путем каскадирования фильтра, производного от м , с фильтром постоянного типа K , имеющим нарастающее затухание за пределами отсечки. -выключенный.

Характеристики затухания постоянного фильтра типа K , каскадно соединенного с фильтром м, производным от , показаны на рисунке 13.67.

Рисунок 13.67 Характеристики затухания ( α по сравнению с f) постоянного фильтра K типа

Таким образом, составной фильтр представляет собой фильтр, состоящий из нескольких м — производных и прототипных секций с двумя оконечными полусекциями. Оконечные полусекции используются для правильного согласования импеданса. Оконечные полусекции используются как на стороне источника, так и на стороне нагрузки с м = 0,6.

Составной фильтр состоит из следующих элементов:

1.Одна или несколько постоянных секций типа K для создания отсечки между полосой пропускания и полосой заграждения на заданной частоте f c

2. Одна или несколько секций м, производных от , для заданного бесконечного затухания на частоте f около f c

3. Две оконечных полусекции м с м = 0,6 для обеспечения согласования с источником и нагрузкой.

Блок-схема составного фильтра показана на рисунке 13.68.

Рисунок 13.68 Составной фильтр, показанный в форме блок-схемы

13.10.1 Композитный фильтр нижних частот

На рис. 13.69 показан составной фильтр нижних частот T -секция, которая состоит из двух оконечных полусекций как на источнике, так и на нагрузке, одной постоянной секции типа K и одной производной секции м . На рисунке 13.70 показана аналогичная композиция составного фильтра нижних частот в сечении π .

Рисунок 13.69 Композитный ФНЧ в Т-образном сечении

Рисунок 13,70 Композитный ФНЧ в π-сечении

Методика проектирования композитного ФНЧ

Шаг 1: Расчетная постоянная K Профиль типа .

Для этого найдите и

и спроектируйте T — или π -сечение, используя следующие конфигурации, как показано на рисунке 13.71.

Рисунок 13.71 Постоянное К-сечение композитного фильтра в Т- и π-сечении

Шаг 2: Проектирование м -производных секций.

Для этого сначала найдите, а затем найдите значения компонентов и, следовательно, спроектируйте T- или π -сечение, как показано на рисунке 13.72.

Рисунок 13.72 Производные m-фрагменты композитного фильтра нижних частот в T- и π-участках

Шаг 3: Расчет концевой полусекции с использованием м = 0.6, как показано на рисунке 13.73.

Рисунок 13.73 Оконечная полусекция композитного ФНЧ в Т- и π-участках

Шаг 4: Соберите все части разработанного составного фильтра.

13.10.2 Композитный фильтр высоких частот

На той же линии проектирования композитного ФНЧ может быть разработан композитный фильтр верхних частот в секциях T и π , как показано на рисунках 13.74 и 13.75 соответственно.

Рисунок 13.74 Композитный фильтр верхних частот в π-секции

Рисунок 13.75 Композитный фильтр верхних частот в π-секции

13.11 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕННЫЕ ЦИФРЫ НА ФИЛЬТРАХ

13.11.1 Проблемы на
м -Установлены фильтры нижних частот

Пример 13.14 ФНЧ, производный от м , имеет частоту среза 2000 Гц. Если м = 0.3, найдите частоту бесконечного затухания.

Решение: Учитывая

Теперь для ФНЧ м, производных от , мы получаем следующее уравнение:

Подставляющие значения,

Пример 13.15 ФНЧ, производный от м , имеет f c = 1500 Гц и f = 2000 Гц. Найдите параметр.

Решение: Учитывая

Теперь для ФНЧ м, производных от , мы имеем следующее уравнение:

Пример 13.16 Спроектируйте участок T и участок π м, производный от ФНЧ с расчетным импедансом 500 Ом, частотой среза 2200 Гц и частотой бесконечного затухания 2500 Гц.

Решение: Учитывая

Теперь для ФНЧ м, производных от , мы можем записать уравнение следующим образом:

Теперь для LPF мы можем рассчитать L и C следующим образом:

Теперь, конструкция T -типа m -производные LPF и значения компонентов следующие:

Требуемый профиль T показан на рисунке 13.76

Рисунок 13.76

Конструкция ФНЧ на основе π м и значения компонентов приведены ниже:

Требуемый π -сечение показано на рисунке 13.77.

Рисунок 13.77

Пример 13.17 Спроектируйте ФНЧ м, производный от , с участком T , имеющим частоту среза 7,2 кГц и бесконечное затухание на 7.5 кГц и расчетное сопротивление 500 Ом.

Решение: Учитывая

Теперь для LPF мы вычисляем значение L и C следующим образом:

и

Теперь давайте найдем значения компонентов T — участок м — производный LPF следующим образом:

Требуемая конструкция фильтра нижних частот м, производного от , в секции T показана на рисунке 13.78.

Рисунок 13.78

13.11.2 Проблемы на
м -Получены фильтры верхних частот

Примеры 13.18 HPF, производный от м, имеет f c = 1400 Гц и f = 1300 Гц. Найдите значение м.

Решение: Учитывая

Теперь, для м HPF, производного от , м можно рассчитать следующим образом:

Пример 13.19 HPF, производный от м и , имеет f c = 1700 Гц и м = 0,6. Найдите частоту бесконечного затухания.

Решение: Учитывая

Теперь для HPF, f можно рассчитать следующим образом:

Пример 13.20 Конструкция м ФВЧ на основе с расчетным импедансом 300 Вт, частотой отсечки 2000 Гц и частотой бесконечного затухания 1700 Гц.

Решение: Учитывая

Теперь для HPF, производного от м , можно получить следующее:

Тройник:

Значения компонентов для профиля T следующие:

Таким образом, требуемый дизайн показан на рис. 13.79. π -Раздел:

Рисунок 13.79

Во-первых, давайте найдем значения компонентов следующим образом:

Требуемый дизайн показан на рисунке 13.80.

Рисунок 13.80

13.11.3 Проблемы на композитных фильтрах

Пример 13.21 Разработайте композитный ФНЧ для работы на 150 Ом с частотой среза 1,5 кГц и очень высоким затуханием на 2 кГц.

Решение: Учитывая

Шаг 1 : Спроектируем постоянную K -типа фильтр

Теперь для постоянного ФНЧ типа K значения компонентов следующие:

Таким образом, конструкции показаны на Рисунке 13.81:

Рисунок 13.81

Шаг 2: Давайте спроектируем ФНЧ м на основе и для м на основе ФНЧ.

Тройник: Значения компонентов следующие.

Разработанная схема показана на рисунке 13.82. π-Раздел:

Рисунок 13.82

Значения компонентов сечения π , показанного на рисунке 13.83, следующие:

Рисунок 13.83

Шаг 3: Спроектируем концевые полусекции.

Оконечная полусекция для Т-образного типа , как показано на рисунке 13.84: Для оконечной полусекции, м = 0,6

Рисунок 13.84

Оконечная полусекция для π-типа , как показано на Рисунке 13.85: Сейчас,

Рисунок 13,85

Шаг 4: Теперь соберите составной фильтр нижних частот в секции T , как показано на рисунке 13.86 и в сечении π , как показано на рисунке 13.87.

Рисунок 13.86

Рисунок 13.87

Пример 13.22 Спроектируйте и начертите T -сечение композитного ФНЧ со следующими характеристиками:

1. Требуемые частоты среза: 2 кГц; 2. Расчетное сопротивление: 500 Ом

Предположим, что подходящее значение составляет м для м, полученного из , полного и половинного сечения.

Решение: Учитывая

Шаг 1: Рассчитаем постоянную K типа LPF.

Для постоянного ФНЧ типа K значение L и C можно рассчитать следующим образом:

Следовательно, требуемый T — участок постоянного K — тип ФНЧ показан на рисунке 13.88

Рисунок 13.88

Шаг 2: Проект м ФНЧ на основе ( T -сечение)

Для полного сечения м, производного от , если значение м ’ нам не предоставлено, то оно принимается равным 0.4.

Следовательно, пусть m ’ = 0,4

Сейчас,

Следовательно, требуемый участок T для фильтра LPF, производного от м , показан на рисунке 13.89.

Рисунок 13.89

Шаг 3: Спроектируйте оконечную половину секции T — сечение м, производное от LPF с м = 0,6, как показано на рисунке 13.90. Значения компонентов следующие:

Рисунок 13.90

Шаг 4: Соберите разработанный составной фильтр, как показано на рисунке 13.91.

Рисунок 13.91

Пример 13.23 Разработайте композитный фильтр высоких частот для работы с сопротивлением 500 Ом с частотой отсечки 1500 Гц и высоким затуханием 1400 Гц.

Решение: Учитывая

Теперь для FPF м, полученного из , можно рассчитать следующее:

Следовательно, очевидно, что для полного участка, производного от м , мы будем использовать м = 0.359, а для оконечной половины фильтра, производного от м , мы будем использовать м = 0,6

Шаг 1: Расчетная постоянная K Тип HPF.

Для HPF, L и C можно рассчитать следующим образом:

Таким образом, требуемая конструкция constant K -типа HPF в сечении T и в сечении π показаны, соответственно, на рисунках 13.92 и 13.93.

Рисунок 13.92

Шаг 2: Проектирование м На основе HPF.

Для этого мы будем использовать м = 0,359.

Тройник: Значения компонентов следующие.

Конструкция показана на Рисунке 13.94.

π-Section: Значения компонентов следующие.

Рисунок 13.93

Рисунок 13.94

Рисунок 13.95

Конструкция показана на Рисунке 13.95.

Шаг 3: Расчет концевой полусекции с м = 0,6.

Для тройника: Значения компонентов можно рассчитать следующим образом.

Дизайн показан на Рисунке 13.96.

Рисунок 13.96

Для π-сечения: Расчет значений компонентов осуществляется следующим образом.

Конструкция показана на Рисунке 13.97.

Рисунок 13.97

Конструкция композитного ФВЧ

Теперь мы можем сделать составной фильтр верхних частот с двумя оконечными половинными секциями, секцией постоянной K и производной секцией м как в секции T , так и в секции π с расчетным значения, как показано на рисунках 13.98 и 13.99 соответственно.

Рисунок 13.98 Составная сеть фильтров верхних частот в Т-образном сечении

Рисунок 13.99 Составная сеть фильтров верхних частот в π-секции

13,12 АТТЕНЮАТОРЫ

Аттенюаторы

используются для снижения уровня сигнала, необходимого в различных приложениях в области электроники. Например, аттенюаторы могут использоваться в качестве регуляторов громкости на радиостанции или для получения небольшого напряжения, необходимого при испытаниях в лаборатории и т. Д.

13.12.1 Введение
Аттенюатор

— это сеть, обычно двухпортовая резистивная сеть, которая снижает уровень сигнала до желаемого значения.Он вставляется между источником и нагрузкой для уменьшения тока, напряжения и мощности.

Аттенюаторы могут быть симметричными или асимметричными. В этом разделе мы обсудим только симметричные аттенюаторы сопротивления. Аттенюатор сопротивления — это сеть, состоящая из резисторов, предназначенная для уменьшения напряжения, тока или мощности на известную величину. Блок-схема аттенюатора показана на рисунке 13.100.

Рисунок 13.100

Единицы ослабления, создаваемые аттенюатором

Затухание, создаваемое аттенюатором, может быть выражено в децибелах (дБ) или в неперах (Н)

Соотношение между децибелами и неперами можно представить следующим образом:

В основном существует четыре типа аттенюаторов.Они следующие:

1. T Аттенюатор типа ;

2. π — Аттенюатор типа

3. решетчатый аттенюатор;

4. мостовой T Аттенюатор типа

Эти четыре типа аттенюаторов описаны в следующих разделах.

13.12.2
T Аттенюатор типа

Симметричный аттенюатор типа T показан на рисунке 13.101.

Здесь R 0 — расчетный импеданс.

Найдем некоторые параметры аттенюатора типа T .

Рисунок 13.101 Т-образный аттенюатор

Затухание в Неперсе (Н)

По определению

Теперь, применив KVL в сетке II, мы получим:

Волновое сопротивление (R 0 )

(входное сопротивление сети типа Тл с рисунка)

По определению

Расчетные параметры

Из уравнения (13.53) имеем:

Теперь, чтобы найти значение R 2 , рассмотрим уравнение (13.52),

Теперь, подставив значение R 1 из уравнения (13.53) в уравнение, мы получим следующее:

Краткое описание аттенюатора Т-образного типа

1.

2.

3. Расчетные параметры следующие:

Пример 13.24 Найдите характеристическое сопротивление для сети T , показанной на рисунке 13.102.

Рисунок 13.102

Решение: Учитывая аттенюатор T , давайте сравним его с общей схемой аттенюатора типа T , как показано на рисунке 13.103.

Рисунок 13.103

Получаем

Теперь для аттенюатора типа T мы имеем следующее.

По определению

Пример 13.25 Спроектируйте привод T-типа с заданным затуханием 20 дБ и для работы в линии с сопротивлением 200 Ом.

Решение: Дано D = 20 дБ; R 0 = 200 Ом

Теперь у нас

Далее для аттенюатора типа Т получаем следующие формы:

и

Таким образом, требуемый аттенюатор показан на рисунке 13.104.

Рисунок 13.104

13.12.3
π — Аттенюатор типа

Конфигурация цепи

Теперь мы должны знать, что для аттенюатора, показанного на рисунке 13.105, можно записать следующее:

Рисунок 13.105

Чтобы найти значения R 1 и R 2 , сначала разделим пополам сеть π , как показано на рисунке 13.106.

Рисунок 13.106

Сейчас,

Полное сопротивление холостого хода полусекции

Теперь у нас есть общие уравнения (13.55) и (13.56)

Подставляя значение R 2 из уравнения (13.58) в уравнение (13.59), мы получаем следующее:

Из уравнения (13.58) имеем следующее:

Сводка

Следовательно, расчетные уравнения для аттенюаторов типа π следующие:

Пример 13.26 Спроектируйте аттенюатор типа π , чтобы обеспечить ослабление 3 Н и работать при полном сопротивлении линии 375 Ом.

Решение: Учитывая

Теперь для аттенюатора типа π получаем

Подставляя значения N и R 0 , получаем

Подставляя N = 3 и R 0 = 375 Ом, вычисляются следующие значения.

Таким образом, требуемый аттенюатор типа π показан на рисунке 13.107.

Рисунок 13.107

13.12.4 Аттенюатор решетчатый

Конфигурация схемы аттенюатора с симметричной решеткой показана на рисунке 13.108.

Рисунок 13.108

Теперь сеть, показанную на рисунке 13.108, также можно нарисовать, как показано на рисунке 13.109.

Рисунок 13.109

Рисунок 13.110

Мы можем рассчитать полное сопротивление холостого хода R OC по рисунку 13.110.

Рисунок 13.111

Для определения полного сопротивления короткого замыкания см. Рисунок 13.111

Далее, из рисунка 13.109,

Теперь у нас

Подставляя значения R OC и R SC из уравнений (13.62) и (13.63) в уравнении, получаем:

Теперь из уравнения (13.64) мы получаем следующее:

Применяя компоненты и дивиденд, получаем

Теперь из уравнения (13.65), R 2 можно рассчитать следующим образом:

Здесь, подставляя значения R 1 , получаем следующее уравнение:

Сводка

Следовательно, для решетчатого аттенюатора расчетные уравнения выглядят следующим образом:

Пример 13.27 Спроектируйте симметричную решетку для ослабления, обеспечивающую ослабление на 20 дБ и работающую в линии с полным сопротивлением 200 Ом.

Решение: Учитывая

Теперь, для затухания в решетке, мы получаем следующее уравнение:

Подставляя значение N и R 0 в уравнение, мы получаем следующее уравнение:

Таким образом, требуемый решетчатый аттенюатор показан на рисунке 13.112.

Рисунок 13.112

13.12.5 Мостовой
T Аттенюатор типа

Конфигурация схемы: Конфигурация схемы мостового аттенюатора типа T показана на рисунке 13.113.

Рисунок 13.113 Мостовое соединение T -сеть

Половина раздела мостовой сети T показана на рисунке 13.114.

Рисунок 13.114 Половинное разделение мостовой сети T

Теперь, из рисунка 13.114,

Схема поиска R SC показана на рисунке 13.115.

Теперь из уравнения (13.67) и схемы, показанной на рисунке 13.115, мы можем записать

Рисунок 13.115

Рисунок 13.116

Далее, из уравнения (13.66), получаем следующее уравнение:

Следовательно, получаем следующую систему уравнений:

Следовательно, для мостового аттенюатора типа T уравнение записывается следующим образом:

Пример 13.28 Разработайте мостовой аттенюатор типа T для ослабления 10 дБ и сопротивления нагрузки 200 Ом.

Решение: Учитывая

Теперь, мостовой аттенюатор типа T , мы можем записать как

Таким образом, требуемый мостовой аттенюатор типа T показан на рисунке 13.117.

Рисунок 13.117

13.13 БОЛЬШЕ РЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ НА ФИЛЬТРАХ И АТТЕНЮАТОРАХ

Пример 13.28 Для двух конденсаторов по 1 мкФ и катушки L емкостью 10 мГн вычислите следующее:

1. Частота отсечки и характеристический импеданс на бесконечной частоте для HPF.

2. Частота отсечки и характеристический импеданс при нулевой частоте для ФНЧ.

Изобразите построенные участки фильтров с помощью этих элементов.

Решение: Данный HPF показан на рисунке 13.118.

Рисунок 13.118

Z OT при бесконечной частоте = R 0

Учитывая

ФНЧ из указанных конденсаторов и катушки индуктивности можно нарисовать, как показано на рисунке 13.119.

Рисунок 13.119

Пример 13.29 Для сети, показанной на Рисунке 13.120, найдите характеристический импеданс

Рисунок 13.120

Решение: Найти Z 0 :

Теперь мы знаем следующее:

Пример 13.30 Симметричный профиль T имеет следующие данные:

Определите параметры раздела T и представьте двухпортовую сеть.

Решение: Нам нужно найти Z 1 и Z 2 показанной сети Рисунок 13.121

Рисунок 13.121

Из выражения Z SC и Z OC , как указано выше, получаем

Подставляя данные значения, можно вычислить значение Z 2 . как

Из уравнения (13.67), получаем следующий вид:

Подставляя значения Z 0C и Z 2 в уравнение, мы получаем следующую систему уравнений:

Следовательно, требуемые параметры T -сечения следующие:

Пример 13.31 Спроектируйте сеть с симметричным затуханием типа T , которая обеспечивает затухание 40 дБ при нагрузке 400 Ом.

Решение: Заданное затухание составляет 40 дБ

Сопротивление плеча серии

можно определить следующим образом:

Сопротивление плеча шунта можно записать следующим образом:

Рисунок 13.122

Спроектированная сеть показана на Рисунке 13.122.

Пример 13.32 Спроектируйте постоянную секцию BPF типа K , имеющую частоту среза 2 кГц и 5 кГц и номинальное сопротивление 600 Ом. Нарисуйте конфигурацию фильтра.

Решение: Теперь для константы K типа BPF получаем значение L 1 , L 2 , C 1 и C 2 следующим образом:

Таким образом, необходимая конфигурация показана на Рисунке 13.123.

Рисунок 13.123

Пример 13.33 Спроектировать симметричный мостовой аттенюатор типа T с затуханием 40 дБ и импедансом 600 Ом.

Решение: Учитывая

Следовательно,

У нас есть следующая форма;

Следовательно,

Таким образом, требуемый симметричный мостовой аттенюатор Т-типа показан на рисунке 13.124.

Рисунок 13.124

Пример 13.34 Спроектировать м -секционный фильтр T (верхних частот) с частотой среза f c = 20 кГц, f = 16 кГц и Расчетное сопротивление R 0 = 600 Ом.

Решение: Мы знаем, что для фильтра м, производного от , можно получить следующее уравнение:

Для HPF, L и C можно рассчитать следующим образом:

Компоненты секции T ( м, производная от HPF) представлены следующим образом:

Таким образом, требуемый фильтр показан на рисунке 13.125.

Рисунок 13.125

Пример 13.35 Спроектируйте симметричный участок T с параметрами Z OC = 1000 Ом и Z SC = 600 Ом.

Решение: Учитывая

Теперь для симметричного сечения T имеем:

Таким образом, требуемый симметричный профиль T показан на рисунке 13.126.

Рисунок 13.126

Пример 13.36 Спроектируйте ФНЧ м на основе ( T — и π — Секция) с расчетным импедансом 500 Ом, частотой отсечки 1500 Гц и частотой бесконечного затухания 2000 Гц.

Решение: Учитывая

Мы знаем, что для ФНЧ м можно рассчитать следующим образом:

Теперь компоненты профиля T ( м, производные от LPF) могут быть представлены следующим образом:

Значения элементов π -сечения ( м -производный ФНЧ) можно записать следующим образом:

Таким образом, конфигурации в сечении T и в сечении π показаны на рисунке 13.127.

Рисунок 13.127

Пример 13.37 Спроектируйте симметричный мостовой аттенюатор типа T для обеспечения ослабления 60 дБ и работы в линии с характеристическим сопротивлением 600 Ом.

Решение: Учитывая

Таким образом, требуемый аттенюатор показан на рисунке 13.128.

Пример 13.38 В симметричной сети T , если соотношение входной и выходной мощности равно 6.76. Рассчитайте затухание в непер и дБ. Кроме того, спроектируйте этот аттенюатор, работающий между сопротивлением источника и нагрузки 100 Ом.

Рисунок 13.128

Решение: Учитывая

Сопротивление плеча серии

определяется следующим образом:

Сопротивление шунтирующего плеча рассчитывается следующим образом:

Таким образом, необходимая симметричная сеть типа T показана на рисунке 13.129.

Рисунок 13.129

ВОПРОСЫ НА ОБЗОР

Тип короткого ответа

1.Спроектировать ФНЧ на основе м ( T — и π — Секция) с расчетным сопротивлением R 0 = 500 Ом и частотой среза ( f c ) 1500 Гц и бесконечной частотой затухания 2000 Гц.

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.130]

Рисунок 13.130

2. Разработайте симметричный мостовой аттенюатор типа T для обеспечения ослабления 60 дБ и работы в линии с характеристическим сопротивлением 600 Ом.

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.131]

Рисунок 13.131

3. Разработать симметричный мостовой аттенюатор типа T с затуханием 40 дБ и импедансом 600 Ом

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.132]

Рисунок 13.132

4.Спроектировать м -секцию T (HPF) с частотой среза f c = 20 кГц, f = 16 кГц и расчетным импедансом 600 Ом

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.133]

Рисунок 13.133

5.Спроектировать симметричный участок T с параметрами Z OC = 1000 Ом и Z SC = 600 Ом

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.134]

Рисунок 13.134

6. Разработайте симметричный аттенюатор типа T , который обеспечивает ослабление 40 дБ при нагрузке 400 Ом

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.135]

Рисунок 13.135

7.Спроектировать постоянную секцию BPF типа K с частотами отсечки 2 кГц и 5 кГц и номинальным сопротивлением 600 Ом. Нарисуйте конфигурацию фильтра.

[ Ответ. Как показано на Рисунке 13.136]

Рисунок 13.136

8.Данная сеть для HPF

Рисунок 13.137

Найдите частоту среза и характеристическое сопротивление на бесконечной частоте для HPF.

[ Ответ. 1,12 кГц, 141,4 Ом]

9.Дано π — Раздел LPF

Рисунок 13.138

Вычислите частоту среза и характеристический импеданс при нулевой частоте для LPF.

[ Ответ. 4,5 кГц, 707 Ом]

10. Разработайте постоянную секцию типа K BPF T , имеющую частоты среза 2 кГц и 5 кГц и номинальное сопротивление 600 Ом. Нарисуйте конфигурацию фильтра.

[ Ответ. Как показано на рисунке 13.139]

Рисунок 13.139

11.Спроектировать прототип фильтра нижних частот с учетом частоты среза f c

12. Государственные преимущества фильтров на основе м .

13. Что такое аттенюатор? Классифицируйте и сформулируйте его приложения.

14. Вывести соотношение между непер и децибелами

15. Получите выражение для характеристического импеданса симметричной мостовой сети типа T

16. Каковы недостатки фильтров-прототипов? Как они преодолеваются в композитных фильтрах?

17. Обсудите характеристики фильтра.

18. Различите аттенюатор и усилитель.Перечислите практическое применение аттенюаторов.

19. С помощью кривых АЧХ дайте классификацию фильтров.

20. Вывести расчетное сопротивление симметричного аттенюатора типа T .

21. Объясните, как реактивное сопротивление и импеданс HPF зависят от частоты.

22. Что такое аттенюатор? Дайте определение терминам децибел и непер. Выведите связь между ними.

23. Напишите короткие заметки о следующих

1.ФНЧ и его конструкция

2. T — и π -секционные аттенюаторы.

24. Каковы требования к идеальному фильтру? Различают ФНЧ и ФВЧ.

25. Какова постоянная распространения симметричного участка T и симметричного участка π ? В чем его значение?

26. Как выбрать резонансную частоту ФНЧ, производного от m, и HPF, производного от m, .

27. Что такое полосно-устраняющий фильтр?

НЕСКОЛЬКО ВОПРОСОВ ВЫБОРА

1.Выходная мощность 26 дБ в ваттах равна

.

(а) 2,4 Вт

(б) 0,26 Вт

(в) 0,156 Вт

(г) 0,4 Вт

2. характеристический импеданс ФНЧ в полосе затухания

.

(а) Чисто мнимое

(б) Ноль

(c) Комплексная частота

(d) Реальная стоимость

3. Действительная часть постоянной распространения показывает:

(a) Изменение напряжения и тока на базовом блоке

(б) Изменение фазового сдвига / положения напряжения

(c) Понижение напряжения, текущее значение амплитуды сигнала.

(d) Уменьшение только амплитуды напряжения.

4. Назначение аттенюатора — до

(а) Увеличьте мощность сигнала

(б) Уменьшение отражений

(c) Уменьшить значение силы сигнала

(d) Обеспечьте согласование импеданса

5 В линии передачи, оканчивающейся характеристическим сопротивлением, Z 0

(a) Нет отражения падающей волны

(b) Максимальное отражение из-за оконечной нагрузки.

(c) На линии есть большое количество максимумов и минимумов.

(d) Падающий ток равен нулю для любого приложенного сигнала.

6. Аттенюатор

(а) Резистивная сеть

(б) Р-Л сеть

(c) R-C сеть

(d) L-C сеть .

7. Если затухание « α » в неперах, то

(a) Затухание в дБ =

(b) Затухание в дБ = 8,686α

(c) Затухание в дБ = 0.1α

(г) Затухание дБ = 0,01α

8.Для постоянного K -типа ВЧ π -Секторный фильтр, характеристический импеданс Z 0 для f < f c is

(а) Сопротивление

(б) Индуктивная

(в) Емкостная

(d) Индуктивная или емкостная

9. Идеальный фильтр должен иметь

(a) Нулевое затухание в полосе пропускания

(b) Нулевое затухание в полосе затухания

(c) Бесконечное затухание в полосе пропускания

(d) Бесконечное затухание в полосе затухания

10.Для ФВЧ, производного от м , частота среза составляет 4 кГц, а фильтр имеет бесконечное затухание на 3,6 кГц, значение м равно

.

(а) 0,436

(б) 4.36

(в) 0,34

(г) 0,6

11. Если Z OC = 120 Ом и Z SC = 30 Ом, характеристическое сопротивление составляет

.

(а) 30 Ом

(б) 60 Ом

(в) 120 Ом

(г) 150 Ом

12. Если Z OC = 100 Ом и Z SC = 64 Ом, характеристическое сопротивление составляет

(а) 400 Ом

(б) 60 Ом

(в) 80 Ом

(г) 170 Ом

13.Частота бесконечного затухания ( f ) низкочастотного участка м, производного от , составляет

.

(a) Равно f c

(б) f = ∞

(c) Почти, но больше f c

(d) Близко, но меньше f c фильтра

14.Постоянный K ПФ типа имеет полосу пропускания от 1000 Гц до 4000 Гц. Резонансная частота шунта и последовательного плеча —

(а) 2500 Гц

(б) 500 Гц

(в) 2000 Гц

(г) 3000 Гц

15.Постоянный фильтр нижних частот K типа T имеет Z 0 = 600 Ом на нулевой частоте. При f = f c характеристическое сопротивление составляет

.

(а) 600 Ом

(б) 0 Ом

(в) ∞ Ом

(d) более 600 Ом

16. В м — оконечная полусекция, м равна

.

(а) 0,1

(б) 0,3

(в) 0,6

(г) 0,9

17.В симметричном аттенюаторе типа T с ослаблением N и характеристическим сопротивлением R 0 сопротивление каждого последовательного плеча равно

.

(а) R 0

(б) (N — 1) R 0

(в)

(г)

18. Для линии передачи полное сопротивление холостого хода и короткого замыкания составляет 20 Ом и 5 Ом. Характеристическое сопротивление линии

(а) 10 Ом

(б) 20 Ом

(в) 25 Ом

(г) 100 Ом

19.Для прототипа ФНЧ фазовая постоянная β в полосе затухания составляет

(а) α

(б) 0

(в) ∞

(г)

20. В фильтре HPF, производном от м , резонансная частота должна быть выбрана так, чтобы она была равна

.

(а) Выше частоты среза

(б) Ниже частоты среза

(c) Равно частоте среза

(d) Бесконечно высокий

21. В симметричном аттенюаторе сечением π с затуханием Н и характеристическим сопротивлением R 0 сопротивление каждого плеча шунта равно

(а) R 0

(б) ( N — 1) R 0

(в)

(г)

22.Мостовая сеть типа T может использоваться как

(а) Аттенюатор

(б) ФНЧ

(в) HPF

(г) БПФ

23. Один непер равен

(а) 0,8686 дБ

(б) 8,686 дБ

(в) 0,115 дБ

(г) 86,86 дБ

24. Обрывные полусекции, используемые в составных фильтрах, имеют следующие значения: м

(а) 0,3

(б) 0,8

(в) 0,1

(г) 0,6

25.Линия передачи работает как

(а) Аттенюатор

(б) ФНЧ

(в) HPF

(d) Ни одно из (a), (b) и (c).

ОТВЕТОВ

1.d

2.a

3.c

4.c

5.a

6.a

7.b

8.d

9.a

10.a

Потому что для м производное из HPF

11.b

Потому что

12.c

13.с

14.c

15.b

16.c

17.c

18.a

19.a

20.b

21.d

22.a

23.c

24.d

25.b

Классификация, характеристики, типы, применения и преимущества

Фильтры — это электронные схемы, которые удаляют из сигнала любые нежелательные компоненты или особенности. Проще говоря, вы можете понять это, поскольку схема отклоняет одну полосу частот и позволяет проходить другим.Они широко используются в измерительных приборах, электронике и системах связи, особенно в системах обработки сигналов и изображений. Этот пост даст вам краткое представление о том, что такое фильтры, их классификации, характеристиках, типах, приложениях, преимуществах и недостатках.

Что такое фильтры

Фильтры являются важными строительными блоками любых электронных и коммуникационных систем, которые изменяют амплитудные и / или фазовые характеристики сигнала относительно частоты.Фильтр — это в основном линейная схема, которая помогает удалить из входного сигнала нежелательные компоненты, такие как шум, помехи и искажения. В идеале фильтр изменяет относительные амплитуды различных частотных компонентов и фазовые характеристики, а его «усиление» полностью зависит от частоты сигнала. 1 — Введение в фильтр его выходных и входных сигналов.

Передаточная функция напряжения H (s) схемы фильтра записывается как:

Где,

  • V IN (s) = входной сигнал
  • V OUT (s) = выходной сигнал
  • S = комплексная частотная переменная.

Заменив переменную «S» в приведенном выше уравнении на jὠ, где j равно, а ὠ — частота в радианах (2ᴨf), мы можем найти влияние фильтра на величину и фазу входного сигнала.

Величина находится, взяв абсолютное значение уравнения (1):

Рис.2 — Блок-схема цепи фильтра

Классификация фильтров

Фильтр в основном подразделяется на два типа:

  • Активный фильтр
  • Пассивный фильтр

Активные фильтры

Схема фильтра, состоящая из активных компонентов как транзисторы и операционные усилители в дополнение к резисторам и конденсаторам называется Активный фильтр .

Пассивные фильтры

Схема фильтра, состоящая из пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, называется Passive Filter .Диапазон рабочих частот фильтров на компонентах, используемых для построения схемы. Следовательно, фильтр можно дополнительно разделить на категории в зависимости от рабочей частоты конкретной цепи. Это:

  • Фильтр низких частот
  • Фильтр высоких частот
  • Полосовой фильтр
  • Полосовой стоп-фильтр
  • Полнопроходный фильтр
Фильтры низких частот

Это тип фильтра, который ослабляет все частоты выше частот среза.Он обеспечивает постоянный выходной сигнал (усиление) от нуля до частоты среза.

Рис. 3 — Характеристики фильтра низких частот (a) Фактические (b) Идеально

Фильтры высоких частот

Это тип фильтра, который ослабляет все частоты ниже частот среза. Он обеспечивает постоянный выход (усиление) выше частоты среза.

Рис.4 — Характеристики фильтра высоких частот (a) Фактические (b) Ideal

  Узнайте больше о фильтре высоких частот - типы, применения, преимущества и недостатки  
Полосовые фильтры

Это тип фильтра, который позволяет пропускать определенную полосу частот, а все другие частоты за ее пределами ослабляются.

Рис. 5 — Характеристики полосового фильтра

Ограничивающие полосовые фильтры

Определенная полоса частот отклоняется и позволяет пропускать частоты за пределы полосы.

Рис. 6 — Характеристики полосового стоп-фильтра

Все проходные фильтры

Это тип фильтра, который одинаково пропускает все частоты. Он также известен как фильтр фазового сдвига, фильтр с задержкой по времени, поскольку выходное напряжение сдвигается по фазе относительно входного напряжения, но они равны по величине.

Рис. 7 — Полностью проходной фильтр Характеристики

Применения фильтров

Приложения включают:

  • Цепи фильтров используются для устранения фонового шума
  • Они используются при настройке радио на определенную частоту
  • Используется в предварительном усилении, эквалайзере, управлении тоном в аудиосистемах
  • Они также используются в схемах обработки сигналов и преобразования данных
  • Схемы фильтров
  • широко используются в медицинских электронных системах

Преимущества фильтров

Преимущества: :

  • Они экономичны или рентабельны
  • В отличие от схем пассивных фильтров, схемы активных фильтров требуют источника питания

Недостатки фильтров

Недостатки:

  • Цепи громоздкие
  • Ограниченная полоса пропускания
  • Повышенная чувствительность к вариациям ci Параметры схемы
  Также читайте:
Усилитель класса C - принцип работы, применение, преимущества и недостатки
Волновод - классификация, режимы, принцип работы, применение, преимущество 
  Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - создание, применение и преимущества 
 

фильтров в сетевом анализе | Полосовой фильтр

Фильтры в сетевом анализе:

Полосовой фильтр : Полосовой фильтр пропускает определенный диапазон частот (называемый полосой пропускания), подавляя все остальные частоты.Такие полосовые фильтры могут…


Полосовой стоп-фильтр : Полосовой стоп-фильтр останавливает диапазон частот между двумя частотами среза f1 и f2, пропуская все частоты ниже f1 и…


Приближение Баттерворта : Приближение Баттерворта — В конструкции фильтра нижних частот мы должны предположить, что все нули передачи системной функции находятся на бесконечности. Тогда…


Приближение Чебышева: Приближение Чебышева — В предыдущем разделе мы изучили, что приближение Баттерворта является наилучшим при ω = 0.Но как мы…


Составные фильтры в сетевом анализе : Составные фильтры в сетевом анализе — В секциях прототипа фильтров характеристика затухания не очень резкая в полосе затухания…


Основы фильтров в сетевом анализе : Основы фильтров в сетевом анализе — Полное изучение поведения любой секции фильтра требует расчетов ее характеристического импеданса…


Фильтр верхних частот : Прототип T- и π-сечения фильтра верхних частот показаны на рис.9.9. Расчетное сопротивление (R0): полное последовательное сопротивление плеча Z1 = -j / ωC Всего…


Характеристики идеального фильтра : Характеристики идеального фильтра — Диапазон частот, в котором затухание фильтром равно нулю, называется полосой пропускания. Диапазон частот более…


Согласование импеданса с использованием половинных секций: При соединении нескольких различных секций в фильтре очень важно согласовать импедансы секций на уровне…


Фильтр нижних частот : Прототипы T- и π-фильтров нижних частот показаны на рис.9.3. Расчетный импеданс (R0): Здесь в секциях фильтра нижних частот, всего…


m Производный полосовой фильтр : Мы можем получить m Производный полосовой фильтр, если прототип полосового фильтра упрощен в соответствии с сетью в…


m Производный полосовой стоп-фильтр : Производный полосовой стоп-фильтр m может быть получен из прототипа секции устраняющего полосы точно таким же образом…


m Производные фильтры : m Производные фильтры — Первый недостаток секций прототипа фильтра может быть преодолен путем соединения двух или более секций прототипа одного и того же…


m Производный фильтр верхних частот : m Производные T- и π-участки фильтра верхних частот показаны на рис.9.32 (а) и (б). Считаем, что…


m Производный фильтр нижних частот : M-образный фильтр нижних частот сечения T и π, как показано на рис. 9.29 (a) и (b) соответственно. Рассмотрим…


Нормализованные характеристики фильтра нижних частот : Нормализованные характеристики фильтра нижних частот — Пассивные фильтры — это фильтры, состоящие только из пассивных компонентов, таких как резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы. …


Основы фильтров в сетевом анализе

Основы фильтров в сетевом анализе:

Основы фильтров в сетевом анализе — полное изучение поведения любой секции фильтра требует расчетов ее характеристического импеданса (Z 0 ), постоянной распространения (γ), постоянной затухания (α) и фазовой постоянной (β) с использованием расширенных математических функций. расчеты на любой частоте.Однако мы можем легко предсказать полосу пропускания и полосу заграждения фильтра из элементарного рассмотрения изменения Z 0 с частотой.

Важным моментом для всех основ фильтров в сетевом анализе является то, что они построены из чисто реактивных элементов, иначе затухание никогда не могло бы стать нулевым. Из выражений характеристических сопротивлений T- и π-секций ясно, что характеристическое сопротивление зависит от реактивных сопротивлений Z 1 и Z 2 , предлагаемых чисто реактивными элементами, используемыми последовательно и шунтирующими плечами фильтра.Следовательно, характеристический импеданс Z 0 изменяется с частотой, так как Z 1 и Z 2 оба изменяются с частотой.

Следовательно, в фильтре диапазон частот Z 0 может быть действительным или мнимым. В диапазоне частот, если Z 0 является действительным, фильтр и его оконечное сопротивление будут поглощать мощность от любого подключенного к нему генератора. Поскольку фильтр состоит из реактивных элементов, он не может поглощать мощность. Следовательно, вся мощность, выдаваемая генератором, передается на нагрузку.Таким образом, нет затухания, т.е. α = 0. Это указывает на полосу пропускания.

С другой стороны, если Z 0 является воображаемым или чисто реактивным, фильтр и его оконечная нагрузка не могут поглощать какую-либо мощность. Таким образом, на нагрузку не передается мощность. Таким образом, затухание очень велико, в идеале затухание бесконечно. Это указывает полосу остановки.

Вышеупомянутое обсуждение также полезно при определении частоты среза любого фильтра. Мы уже видели, что полоса пропускания Z 0 является реальной резистивной, а в полосе заграждения она чисто мнимая или реактивная.

Таким образом, мы можем определить частоту среза f c — это частота, при которой Z 0 изменяется с реального на мнимое.

Для Т-образного сечения характеристический импеданс равен

.

Для чисто реактивного Т-образного сечения, пусть Z 1 = jX 1 и Z 2 = jX 2 . Подставляя значения Z 1 и Z 2 в формулу выше, мы можем написать

Таким образом, Z 0 является чисто мнимым, если X 1 и (X 1 /4 + X 2 ) имеют одинаковый знак.Это дает стоп-полосу. Мы получаем Z 0 чисто резистивным, если X 1 и (X 1 /4 + X 2 ) имеют противоположные знаки. Это дает полосу пропускания.

Рисуя эскизы реактивного сопротивления для X 1 и X 1 /4 + X 2 в зависимости от частоты, мы можем легко получить частоту среза. Чтобы получить частоту среза, используйте следующее правило:

«Полоса частот, для которых кривые лежат с противоположной стороны от оси частот, является полосой пропускания, а полоса частот, для которых кривые лежат по одну сторону от оси частот, является полосой заграждения.«Точка переключения дает частоту среза.

Постоянная K Разделы:

T- или π-сечение, в котором импедансы последовательного и параллельного плеча Z 1 и Z 2 удовлетворяют соотношению → Z 1 . Z 2 = R 2 0 , где R 0 — действительная константа, называется константой K, секция .

R 0 — действительное сопротивление, не зависящее от частоты. R 0 известно как расчетное сопротивление секции.

Для одинаковых импедансов серии и шунтирующего плеча характеристические импедансы Т- и π-секций могут быть связаны друг с другом следующим образом:

Для постоянной K секции мы можем написать,

Постоянные K секции, либо T, либо π, любого типа фильтра известны как секции прототипа, поскольку другие более сложные секции могут быть получены из прототипов.

Сверточная нейронная сеть

: карта характеристик и визуализация фильтров | Рену Ханделвал

Узнайте, как сверточные нейронные сети понимают изображения.

В этой статье мы визуализируем промежуточные представления функций на разных уровнях CNN, чтобы понять, что происходит внутри CNN для классификации изображений.

Предварительные требования:

Основы сверточной нейронной сети,

Создание мощной классификации изображений Сверточная нейронная сеть с использованием Keras

Создание мощной классификации изображений CNN с использованием Keras

Быстрый обзор CNN

Глубокое обучение и контролируемое обучение данные и результаты в качестве входных данных во время обучения для генерации правил или шаблонов данных .Понимание шаблонов данных или правил, созданных моделью, помогает нам понять, как результаты были получены из входных данных.

Обучение: Сверточная нейронная сеть принимает на вход двумерное изображение и класс изображения, например, кошка или собака. В результате обучения мы получаем обученные веса, которые представляют собой шаблоны данных или правила, извлеченные из изображений.

Вывод или прогноз: Изображение будет единственным входом, передаваемым в обученную модель, а обученная модель будет выводить класс изображения.Класс изображения будет основан на изученных шаблонах данных во время обучения.

Архитектура CNN

Примените фильтры или детекторов признаков к входному изображению , чтобы сгенерировать карты признаков или карты активации с помощью функции активации Relu. Детекторы или фильтры признаков помогают идентифицировать различные признаки, присутствующие в изображении, такие как края, вертикальные линии, горизонтальные линии, изгибы и т. Д.

Затем к картам признаков применяется объединение для инвариантности к преобразованию . Объединение в пулы основано на концепции, согласно которой, когда мы изменяем вход на небольшую величину, объединенные выходные данные не изменяются . Мы можем использовать минимальный пул, средний пул или максимальный пул. Максимальный пул обеспечивает лучшую производительность по сравнению с минимальным или средним пулом.

Сгладить все входные данные и передать эти сглаженные входные данные в глубокую нейронную сеть, которая выводит класс объекта

Класс изображения может быть двоичным, как кошка или собака, или это может быть мультиклассовая классификация например, идентификационные цифры или классификация различных предметов одежды.

Нейронные сети похожи на черный ящик, а изученные функции в нейронной сети не поддаются интерпретации. Вы передаете входное изображение, и модель возвращает результаты.

Что делать, если вы получаете неверный прогноз и хотите выяснить, почему такое решение было принято CNN?

Если бы вы только могли визуализировать промежуточное представление, применяемое к различным сверточным уровням в CNN, чтобы понять, как обучается модель. Понимание работы модели поможет узнать причину неверного прогноза, что приведет к более точной настройке модели и объяснит решения.

Используемый здесь пример представляет собой глубокую модель CNN для классификации кошек и собак.Прежде чем вы погрузитесь в визуализацию как фильтров, так и функциональных карт, сгенерированных CNN, вам нужно будет понять некоторые критические моменты, касающиеся сверточных слоев и применяемых к ним фильтров.

Ключевые моменты о слоях свертки и фильтрах

  • Глубина фильтра в CNN должна соответствовать глубине входного изображения . Количество цветовых каналов в фильтре должно оставаться таким же, как у входного изображения.
  • Различные фильтры Conv2D создаются для каждого из трех каналов цветного изображения.
  • Фильтры для каждого слоя инициализируются случайным образом на основе нормального или гауссовского распределения.
  • Начальные уровни сверточной сети извлекают высокоуровневые функции из изображения, поэтому используйте меньше фильтров. По мере того, как мы создаем более глубокие слои, мы увеличиваем количество фильтров в два или три раза по размеру фильтра предыдущего слоя.
  • Фильтры более глубоких слоев изучают больше функций, но требуют очень больших вычислительных ресурсов .

Построение сверточной нейронной сети

Мы создаем CNN для классификации собак и кошек, а затем визуализируем карты характеристик или карты активации и фильтры, применяемые для их создания на входном изображении

Импорт необходимых библиотек

  import tensorflow as tf 
из tensorflow.keras.models import Sequential
из tensorflow.keras.layers импортирует Dense, Conv2D, Flatten, Dropout, MaxPooling2D
из tensorflow.keras.preprocessing.image import ImageDataGenerator, img_to_array, load_img
import os
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

Создание данных для обработки изображений

Набор данных можно загрузить отсюда и создадим файл

папки, как показано ниже, и разделите данные на набор данных для обучения с изображениями 10000 кошек и 10000 собак и набор данных проверки, содержащий 2500 изображений кошек и 2500 собак

Задайте ключевые параметры

  batch_size = 64 
эпох = 50
IMG_HEIGHT = 150
IMG_WIDTH = 150

Изменить масштаб и применить различные дополнения к обучающему образу

  train_image_generator = ImageDataGenerator (rescale = 1./ 255, диапазон_ вращения = 45, диапазон_смещения_ширины = 0,15, диапазон_смещения_высоты = 0,15, горизонтальное_флип = True, диапазон_крупности = 0,3)  

Изменить масштаб данных проверки

  validation_image_generator = ImageDataGenerator (rescale) 

4

4

4 (изменение масштаба)

26

4 (изменение масштаба)

26 Создание пакетов нормализованных данных для набора данных обучения и проверки.

Ваши данные хранятся в каталогах, поэтому используйте метод flow_from_directory () .flow_from_directory () берет данные из указанного пути и генерирует пакеты расширенных нормализованных данных.

  train_data_gen = train_image_generator.flow_from_directory (batch_size = batch_size, directory = TRAIN_PATH, shuffle = True, target_size = (IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH), class_mode = 'binary') 9_64_image_image_data_25.flow_from_directory (batch_size = batch_size, directory = VAL_PATH, target_size = (IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH), class_mode = 'binary')  

Создание модели глубокой сверточной нейронной сети

   

  #Build 9642 Последовательный ([
Conv2D (16, 3, padding = 'same', activate = 'relu',
input_shape = (IMG_HEIGHT, IMG_WIDTH, 3)),
MaxPooling2D (),
Dropout (0.2),
Conv2D (32, 3, padding = 'same', activate = 'relu'),
MaxPooling2D (),
Conv2D (64, 3, padding = 'same', activate = 'relu'),
MaxPooling2D (),
Dropout (0.2),
Flatten (),
Dense (512, activate = 'relu'),
Dense (1)
]) # Скомпилируйте модель
model.compile (optimizer = ' adam ', loss = tf.keras.losses.BinaryCrossentropy (from_logits = True), metrics = [' precision ']) # распечатать архитектуру модели
model.Summary ()

Обучение модели

Мы обучаем модель для 50 эпох

   history = model.fit_generator (
train_data_gen,
steps_per_epoch = 1000,
epochdata_validation_data =
validation_steps = 1000
)

Визуализация признаков

Визуализация признаков преобразует внутренние особенности, присутствующие в изображении, в визуально воспринимаемые или узнаваемые шаблоны изображения.Визуализация функций поможет нам четко понять изученные функции.

Сначала вы визуализируете различные фильтры или детекторы признаков, которые применяются к входному изображению, а на следующем шаге визуализируете карты признаков или карты активации, которые сгенерированы.

Визуализация фильтров или детекторов признаков в CNN

CNN использует изученные фильтры для свертки карт признаков из предыдущего слоя. Фильтры - это двумерные веса, и эти веса имеют пространственные отношения друг с другом.

Шаги, которые вы выполните для визуализации фильтров.

  1. Обход всех слоев модели с использованием слоев модели
  2. Если слой является сверточным, извлеките значения весов и смещения, используя get_weights () для этого слоя.
  3. Нормализовать веса фильтров между 0 и 1
  4. Постройте фильтры для каждого из сверточных слоев и всех каналов.Для цветного изображения у вас будет три канала для RGB. Для изображения в градациях серого количество каналов будет 1
  # Пройти через все слои модели  
для слоя в модели. Layers:
, если 'conv' в layer.name:
weights, bias = layer.get_weights ()
print (layer.name, filters.shape)

# нормализовать значения фильтра между 0 и 1 для визуализации
f_min, f_max = weights.min (), weights.max ()
Filters = (веса - f_min) / (f_max - f_min)
печать (filter.shape [3])
filter_cnt = 1

# построение всех фильтров
для i в диапазоне (filters.shape [3]):
# получение фильтров
filter = filters [:, :,:, i]
# построение каждого канала, цветного изображения RGB каналов
для j в диапазоне (filters.shape [0]):
ax = plt.subplot (filters.shape [3], Filters.shape [0], filter_cnt)
ax.set_xticks ([])
ax.set_yticks ([])
plt.imshow (filter [:,:, j])
filter_cnt + = 1
plt.show ()

Фильтры, примененные к модели CNN для кошек и собак.

Визуализация карт функций или карт активации, сгенерированных в CNN

Карты функций генерируются путем применения фильтров или детекторов функций к входному изображению или выходным данным карты характеристик предыдущих слоев. Визуализация карты функций предоставит понимание внутренних представлений для конкретных входных данных для каждого из сверточных слоев в модели.

Шаги, которые вы выполните для визуализации карт функций.

  1. Определите новую модель, visualization_model , которая будет принимать изображение в качестве входных данных. Результатом модели будут карты характеристик, которые являются промежуточным представлением для всех слоев после первого слоя. Это основано на модели, которую мы использовали для обучения.
  2. Загрузите входное изображение, для которого мы хотим просмотреть карту функций, чтобы понять, какие функции были заметны для классификации изображения.
  3. Преобразуйте изображение в массив NumPy
  4. Нормализуйте массив, изменив его масштаб
  5. Пропустите входное изображение через модель визуализации, чтобы получить все
    промежуточных представлений для входного изображения.
  6. Создайте график для всех сверточных слоев и слоев максимального пула, но не для полностью связанного слоя. Для построения карт объектов получите имя слоя для каждого слоя в модели.
  img_path = '\\ dogs-vs-cats \\ test1 \\ 137.jpg' #dog  
# Определите новую модель, Input = image
# Output = промежуточные представления для всех слоев в
# предыдущая модель после первой.

successive_outputs = [слой.вывод для слоя в model.layers [1:]] #visualization_model = Model (img_input, successive_outputs)
visualization_model = tf.keras.models.Model (input = model.input, output = successive_outputs) #LoLo входное изображение
img = load_img (img_path, target_size = (150, 150)) # Преобразование изображения ht в массив размера (150,150,3)
x = img_to_array (img)
x = x.reshape ((1,) + x.shape)
# Изменить масштаб на 1/255
x / = 255.0 # Давайте пропустим входное изображение через нашу сеть визуализации
#, чтобы получить все промежуточные представления для изображения.
successive_feature_maps = visualization_model.predict (x) # Retrieve - это имена слоев, поэтому их можно использовать как часть нашего графика.
layer_names = [layer.name for layer in model.layers]
for layer_name, feature_map in zip (layer_names, successive_feature_maps):
print (feature_map.shape)
if len (feature_map.shape) == 4:

# Постройте карты функций для слоев conv / maxpool, а не полностью связанных слоев

n_features = feature_map.shape [-1] # количество объектов в карте объектов
size = feature_map.shape [1] # форма карты объектов (1, size, size, n_features)

# Мы выложим наши изображений в этой матрице
display_grid = np.zeros ((size, size * n_features))

# Постобработка объекта, чтобы сделать его визуально приемлемым
для i in range (n_features):
x = feature_map [0,: ,:, i]
x - = x.mean ()
x / = x.std ()
x * = 64
x + = 128
x = np.clip (x, 0, 255) .astype ('uint8')
# Разместите каждый фильтр в горизонтальной сетке
display_grid [:, i * size: (i + 1) * size] = x

# Показать сетку
scale = 20. / n_features
plt.figure (figsize = (scale * n_features, scale))
plt.title (layer_name )
plt.grid (False)
plt.imshow (display_grid, aspect = 'auto', cmap = 'viridis')
Карта характеристик для изображения собаки Карта характеристик для изображения кошки

Мы видим, что для изображения собаки, морда и язык - очень заметные черты, а на изображении кошки уши и хвост на картах характеристик выделяются.

Код доступен здесь

Заключение:

Визуализация внутренней истории того, как CNN учится определять различные особенности, присутствующие на изображениях, дает более глубокое понимание того, как работает модель. Это также поможет понять, почему модель может не правильно классифицировать некоторые изображения и, следовательно, настраивать модель для большей точности.

Ссылки:

Как сверточные нейронные сети видят мир - Обзор методов визуализации сверточных нейронных сетей

Визуализация и понимание сверточных сетей

Визуализация функций - блог Google AI

https: // cs.nyu.edu/~fergus/papers/zeilerECCV2014.pdf

Характеристики драйвера фильтра

- Драйверы для Windows

  • Статья
  • .
  • 2 минуты на чтение
Эта страница полезна?

Оцените свой опыт

да Нет

Любой дополнительный отзыв?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки «Отправить» ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft.Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

Драйверы фильтров имеют следующие характеристики:

  • Экземпляр драйвера фильтра называется модулем фильтра . Модули фильтров прикрепляются к нижележащему адаптеру минипорта. Несколько модулей фильтров из одного и того же драйвера фильтра или разных драйверов фильтров могут быть объединены в один адаптер.

  • Драйверы вышележащего протокола не обязаны обеспечивать альтернативную функциональность, когда модули фильтров установлены между такими драйверами и нижележащими драйверами минипорта (иначе сказано, что модули фильтров прозрачны для вышележащих драйверов протокола).

  • Поскольку драйверы фильтров не реализуют виртуальные минипорты, как промежуточный драйвер, драйверы фильтров не связаны с объектом устройства. Адаптер минипорта с вышележащими фильтрующими модулями функционирует как модифицированная версия адаптера минипорта.Дополнительные сведения о стеке драйверов см. В разделе «Стек драйверов NDIS 6.0».

  • NDIS использует информацию о конфигурации для подключения модулей фильтров к адаптеру в правильном порядке стека драйверов. Дополнительные сведения о порядке стека драйверов для модулей фильтрации см. В разделе Параметры файла INF для драйверов фильтров.

  • NDIS может динамически вставлять или удалять модули фильтров в стеке драйверов или реконфигурировать модули фильтров, не разрушая весь стек.Дополнительные сведения см. В разделе «Изменение стека работающих драйверов».

  • Драйверы протокола могут получить список модулей фильтров в стеке драйверов, когда NDIS перезапускает стек драйверов.

    Для получения дополнительной информации о списке модулей фильтров см. NDIS_PROTOCOL_RESTART_PARAMETERS .

  • Драйверы фильтров могут фильтровать большую часть обмена данными с нижележащим адаптером минипорта. Модули фильтров не связаны с какой-либо конкретной привязкой между вышележащими драйверами протокола и адаптером минипорта.Дополнительные сведения о типах служб фильтрации, которые может предоставить драйвер фильтра, см. В разделе Службы драйвера фильтра.

  • Драйверы фильтров могут выбирать службы, которые фильтруются, и могут быть пропущены для служб, которые не фильтруются. Выбор обойденных сервисов и отфильтрованных сервисов можно перенастроить динамически. Для получения дополнительной информации см. Режим обхода данных.

  • NDIS гарантирует доступность пространства контекста (см. Структуру NET_BUFFER_LIST_CONTEXT) для драйверов фильтров.Следовательно, драйверы фильтров не обязаны включать код для копирования буферов для получения пространства контекста. Дополнительные сведения об управлении буферами см. В разделе Управление буфером драйвера фильтра.

Характеристики импеданса симметричных сетей, Постоянный K, Низкий проход, Высокий проход, Полоса пропускания

Характеристики импеданса симметричных сетей, Постоянный K, Низкий проход, Высокий проход, Полосовой проход

Постоянный k-фильтр

Постоянные k-фильтры, а также фильтры k-типа, представляют собой тип электронного фильтра, разработанного с использованием метода изображения.Это оригинальные и простейшие фильтры, получаемые с помощью этой методологии, которые состоят из лестничной сети из идентичных секций пассивных компонентов. Исторически сложилось так, что они являются первыми фильтрами, которые могут приблизиться к идеальной частотной характеристике фильтра в пределах любого предписанного предела с добавлением достаточного количества секций. Однако они редко рассматриваются в современном дизайне, поскольку принципы, лежащие в основе них, были заменены другими методологиями, которые более точны в их предсказании отклика фильтра.

Терминология

Некоторые из терминов импеданса и разделов, используемых в этой статье, изображены на диаграмме ниже. Теория изображений определяет количества в терминах бесконечного каскада двухпортовых секций, а в случае обсуждаемых фильтров - бесконечной лестничной сети L-секций. Здесь «L» не следует путать с индуктивностью L - в топологии электронного фильтра «L» относится к определенной форме фильтра, которая напоминает перевернутую букву «L».


Секции гипотетического бесконечного фильтра состоят из последовательных элементов с полным сопротивлением 2Z и шунтирующих элементов с полным сопротивлением 2Y. Множитель два введен для математического удобства, поскольку обычно работают в терминах полусекций, где он исчезает. Импеданс изображения порта ввода и вывода секции обычно не будет одинаковым. Однако для участка средней серии (то есть участка от середины последовательного элемента до середины следующего последовательного элемента) будет одинаковое импеданс изображения на обоих портах из-за симметрии.Этот импеданс изображения обозначается ZiT из-за топологии "T" секции среднего ряда. Точно так же импеданс изображения средней секции шунта обозначается ZiΠ из-за топологии «». Половина такой «Т» или «Π» секции называется полусекцией, которая также является L-образным сечением, но с половиной значений элементов полного L-сечения. Импеданс изображения полусекции на входных и выходных портах неодинаков: на стороне, представляющей последовательный элемент, он равен ZiT средней серии, но на стороне, представляющей шунтирующий элемент, он равен среднему шунту. ZiΠ.Таким образом, есть два варианта использования полусекции.


Полусекция фильтра нижних частот с постоянным k. Здесь индуктивность L равна Ck2


Полусекция полосового фильтра с постоянным k. L1 = C2k2 и L2 = C1k2


Зависимость сопротивления изображения ZiT прототипа фильтра нижних частот с постоянным k от частоты ω. Импеданс является чисто резистивным (реальным) ниже ωc и чисто реактивным (мнимым) выше ωc.

Строительным блоком фильтров с постоянным k является цепь «L» с половинной частью, состоящая из последовательного импеданса Z и шунтирующей проводимости Y. «k» в «константе k» - это значение, заданное следующим образом:


Таким образом, k будет иметь единицы импеданса, то есть Ом. Совершенно очевидно, что для того, чтобы k было постоянным, Y должен быть двойным импедансом Z. Физическую интерпретацию k можно дать, заметив, что k является предельным значением Zi как размера секции (в терминах значения его компонентов, таких как индуктивности, емкости и т. д.) стремится к нулю, сохраняя k на исходном значении. Таким образом, k - характеристический импеданс Z0 линии передачи, который будет образован этими бесконечно малыми участками. Это также импеданс изображения секции в резонансе, в случае полосовых фильтров, или при ω = 0 в случае фильтров нижних частот. [7] Например, изображенная полусекция нижних частот имеет


Элементы L и C можно сделать сколь угодно малыми, сохраняя при этом то же значение k. Однако Z и Y оба приближаются к нулю, и из формул (ниже) для импеданса изображения


При условии, что фильтр не содержит никаких резистивных элементов, импеданс изображения в полосе пропускания фильтра является чисто реальным и в полосе запрета это чисто мнимое.Например, для изображенной полусекции нижних частот.


Передаточная функция прототипа фильтра нижних частот с постоянным k для одной полусекции, показывающая затухание в неперах и изменение фазы в радианах.

См. Также: Импеданс изображения # Передаточная функция

Параметры передачи для общей постоянной k полусекции задаются

9692

для низкого -pass L-образный участок, ниже частоты среза, параметры передачи задаются следующим образом:


То есть передача без потерь в полосе пропускания с изменением только фазы сигнала.Выше частоты среза параметры передачи следующие:


Преобразования прототипа

Представленные графики импеданса изображения, затухания и изменения фазы соответствуют секции фильтра нижних частот прототипа. Прототип имеет частоту отсечки ωc = 1 рад / с и номинальное сопротивление k = 1 Ом. Это создается полусекцией фильтра с индуктивностью L = 1 Генри и емкостью C = 1 фарад. Этот прототип можно масштабировать по импедансу и по частоте до желаемых значений.Прототип нижних частот также может быть преобразован в высокочастотные, полосовые или полосно-пропускающие типы путем применения подходящих частотных преобразований.

Каскадные секции


Коэффициент усиления, H (ω) для цепочки из n полусекций фильтра нижних частот с постоянным k.

Несколько L-образных полусекций могут быть соединены каскадом, чтобы сформировать составной фильтр. Подобное сопротивление всегда должно совпадать с подобным в этих комбинациях.Таким образом, есть две схемы, которые могут быть образованы двумя идентичными L-образными полусферами. Там, где порт сопротивления изображения ZiT обращен к другому ZiT, это сечение называется-сечением. Там, где ZiΠ смотрит на ZiΠ, образованное таким образом сечение является Т-образным сечением. Дальнейшие добавления полусекций к любой из этих секций образуют лестничную сеть, которая может начинаться и заканчиваться последовательными или шунтирующими элементами.

Следует иметь в виду, что характеристики фильтра, предсказанные методом изображения, являются точными только в том случае, если секция заканчивается его импедансом изображения.Обычно это не относится к секциям на обоих концах, которые обычно оканчиваются фиксированным сопротивлением. Чем дальше участок от конца фильтра, тем более точным будет прогноз, поскольку влияние оконечных сопротивлений маскируется промежуточными участками.

Основные сведения о фильтрах - полосы пропускания и остановки .

Фильтры всех типов требуются во множестве приложений, от аудио до радиочастот, и во всем спектре частот.Таким образом, фильтры RF образуют важный элемент в различных сценариях, позволяя пропускать необходимые частоты через схему, отклоняя при этом те, которые не нужны.

Идеальный фильтр, будь то фильтр нижних, верхних или полосовых частот, не будет иметь потерь в полосе пропускания, то есть на частотах ниже частоты среза. Тогда выше этой частоты в так называемой полосе заграждения фильтр будет отклонять все сигналы.

В действительности невозможно достичь идеального проходного фильтра, и всегда есть некоторые потери в полосе пропускания, и невозможно добиться бесконечного подавления в полосе заграждения.Также существует переход между полосой пропускания и полосой заграждения, где кривая отклика спадает, при этом уровень подавления повышается по мере того, как частота перемещается от полосы пропускания к полосе заграждения.

Основные типы ВЧ-фильтров

Можно определить четыре типа фильтров. Каждый другой тип отклоняет или принимает сигналы по-разному, и, используя правильный тип радиочастотного фильтра, можно принимать требуемые сигналы и отклонять те, которые не нужны.Четыре основных типа ВЧ-фильтров:

• Фильтр нижних частот

• Фильтр верхних частот

• Полосовой фильтр

0003 • Полосовой фильтр

Как видно из названий этих типов RF-фильтров, фильтр нижних частот пропускает только частоты ниже того, что называется частотой среза. Его также можно рассматривать как фильтр с высоким уровнем подавления, поскольку он подавляет высокие частоты.Точно так же фильтр высоких частот пропускает только сигналы выше частоты среза и отклоняет те, которые ниже частоты среза. Полосовой фильтр пропускает частоты в заданной полосе пропускания. Наконец, фильтр отклонения полосы отклоняет сигналы в определенной полосе. Это может быть особенно полезно для отклонения конкретного нежелательного сигнала или набора сигналов, попадающих в заданную полосу пропускания.



Частоты фильтра

Фильтр пропускает сигналы в так называемой полосе пропускания.Это полоса частот ниже частоты среза фильтра. Частота среза фильтра определяется как точка, в которой выходной уровень фильтра падает до 50% (-3 дБ) от уровня внутри полосы, предполагая постоянный входной уровень. Частоту среза иногда называют половинной мощностью или частотой -3 дБ. Полоса заграждения фильтра - это, по сути, полоса частот, которая отклоняется фильтром. Он принимается за точку отсчета, когда фильтр достигает необходимого уровня подавления.

Классификация фильтров

Фильтры могут быть спроектированы для удовлетворения различных требований. Несмотря на то, что используются одни и те же базовые конфигурации схемы, значения схемы различаются, если схема разработана в соответствии с разными критериями. В пульсации полосы самый быстрый переход к окончательному спаду, максимальное отклонение вне полосы - вот некоторые из критериев, которые приводят к различным значениям схемы. Этим различным фильтрам даны имена, каждый из которых оптимизирован для отдельного элемента производительности.Ниже приведены три распространенных типа фильтров:

• Баттерворт: этот тип фильтра обеспечивает максимальную равномерность полосы.

• Бессель: этот фильтр обеспечивает оптимальную внутриполосную фазовую характеристику и, следовательно, также обеспечивает наилучшую ступенчатую характеристику.

• Чебычев: этот фильтр обеспечивает быстрый спад после достижения частоты среза.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *