Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Электрический фильтр (электрич. устройство)

Электрический фильтр (далее Э) электрическое устройство, в котором из спектра поданных на его вход электрических колебаний выделяются (пропускаются на выход) составляющие, расположенные в заданной области частот, и не пропускаются все остальные составляющие. Э (электрич. устройство) используются в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики, радиоизмерительной техники и т. д. — везде, где передаются электрические сигналы при наличии других (мешающих) сигналов и шумов, отличающихся от первых по частотному составу; они применяются также в выпрямителях тока для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Область частот, в которой лежат составляющие, пропускаемые (задерживаемые) Э (электрич. устройство), называют полосой пропускания (полосой задерживания). Фильтрующие свойства Э (электрич. устройство) количественно определяются относительной величиной вносимого им затухания в составляющие спектра электрических колебаний: чем больше различие затуханий в полосе задерживания и полосе пропускания, тем сильнее выражены его фильтрующие свойства. По виду кривой зависимости затухания от частоты (по взаимному расположению полос пропускания и задерживания) различают Э (электрич. устройство): нижних частот (ФНЧ), пропускающие колебания с частотами не выше некоторой граничной fв и задерживающие колебания с частотами выше fв, верхних частот (ФВЧ), в которых, наоборот, пропускаются колебания с частотами выше некоторой fн и подавляются колебания ниже этой границы; полосно-пропускающие (ППФ), или полосовые, выделяющие колебания только в конечном интервале частот от fв до fн, полосно-задерживающие (ПЗФ), иначе режекторные фильтры, обратные ППФ по своим частотным характеристикам.

  Конструкция Э (электрич. устройство), технология их изготовления, а также принцип действия определяются прежде всего рабочим диапазоном частот и требуемым видом частотной характеристики. В диапазоне от единиц кгц до десятков Мгц (в отдельных случаях — до единиц Ггц) получили распространение LC-фильтры (рис. 1, а, б, г), содержащие дискретные элементы — катушки индуктивности и электрические конденсаторы; в диапазоне от долей гц до сотен кгц наиболее часто используют пассивные или активные RC-фильтры (рис. 1, б), выполненные на основе резисторов и конденсаторов (активный, кроме того, содержит усилитель электрических колебаний). Действие LC- и RC-фильтров основано на использовании зависимости сопротивления реактивного (емкостного и индуктивного) от частоты переменного тока. Для фильтрации сигналов, частота которых составляет доли гц, служат электротепловые фильтры (ЭТФ), конструктивно представляющие собой стержень с источником тепла и термоэлектрическим преобразователем; введение в ЭТФ усилителей с обратной связью позволяет реализовать электротепловые ФВЧ и ППФ. Известны также электромеханические фильтры, выполненные на основе дисковых, цилиндрических, пластинчатых, гантельных и камертонных резонаторов. В таких Э ф используется явление механического резонанса; применяются в диапазоне от нескольких кгц до 1 Мгц. Высокими фильтрующими свойствами обладают пьезоэлектрические ППФ и ПЗФ, материалом для изготовления которых служит пьезокварц или пьезоэлектрическая керамика (см. также Пьезоэлектричество). Таковы, например, пьезокварцевые фильтры на дискретных элементах — кварцевых резонаторах в сочетании с катушками индуктивности и конденсаторами; монолитные многорезонаторные пьезокварцевые фильтры. Связь между резонаторами в последних осуществляется посредством акустических волн — объемных (для фильтров, применяемых в диапазоне частот от нескольких Мгц до десятков Мгц) либо поверхностных (в диапазоне от нескольких Мгц до 1—2 Ггц). Особую группу Э (электрич. устройство) составляют цифровые фильтры (рис. 2), часто выполняемые на интегральных схемах. В сверхвысоких частот технике Э (электрич. устройство) реализуют на основе отрезков линий передачи (коаксиальных кабелей, полосковых линий, металлических радиоволноводов и др.), являющихся по существу распределенными колебательными системами. В диапазоне 100 Мгц — 10 Ггц применяют гребенчатые, шпилечные, встречно-стержневые, ступенчатые и др. Э (электрич. устройство) из полосковых резонаторов (рис. 3). В диапазоне от нескольких Ггц до нескольких десятков Ггц распространены волноводные Э (электрич. устройство), представляющие собой волноводную секцию с повышенной критической частотой (волноводный ФВЧ), либо секцию, содержащую резонансные диафрагмы или объемные резонаторы (волноводный ППФ).

  Лит.: Белецкий А. Ф., Теоретические основы электропроводной связи, ч. 3, М., 1959; его же. Основы теории линейных электрических цепей, М., 1967; Знаменский А. Е., Теплюк И. Н., Активные RC-фильтры, М., 1970; Алексеев Л. В., Знаменский А. Е., Лоткова Е. Д., Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов, М., 1976,

  А. Е. Знаменский.

Рис. 2. Структурная схема и временные диаграммы цифрового фильтра: УД — устройство дискретизации, преобразующее аналоговый сигнал x(t) в последовательность импульсов (решетчатую функцию) x*(t); АЦП — аналогово-цифровой преобразователь, с помощью которого мгновенные значения аналогового сигнала заменяются ближайшими дискретными уровнями Х(n × Т), где n = 0, 1, 2..., T — период следования импульсов; ВУ — вычислительное устройство, преобразующее последовательность чисел (уровней) Х(nТ) в выходную функцию (nТ); ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь, в котором (nT) преобразуется в выходной аналоговый сигнал y(t).
Рис. 2. Структурная схема и временные диаграммы цифрового фильтра: УД — устройство дискретизации, преобразующее аналоговый сигнал x(t) в последовательность импульсов (решетчатую функцию) x*(t); АЦП — аналогово-цифровой преобразователь, с помощью которого мгновенные значения аналогового сигнала заменяются ближайшими дискретными уровнями Х(n × Т), где n = 0, 1, 2..., T — период следования импульсов; ВУ — вычислительное устройство, преобразующее последовательность чисел (уровней) Х(nТ) в выходную функцию (nТ); ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь, в котором (nT) преобразуется в выходной аналоговый сигнал y(t).



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 21.05.2022 00:20:47
00:10 В США рассказали о «трещинах» в экономике
00:08 В Венгрии нашли способ сохранить поставки российской нефти в ЕС
00:02 Двух сотрудников охраны Байдена выслали в США после инцидента в Сеуле
00:00 Зеленский предложил передать зарубежные активы России Украине
23:56, 20 мая 2022 Малышева перечислила советы для снижения сахара в крови
23:53, 20 мая 2022 Выяснились подробности о сдавшемся российским военным британском наемнике
23:47, 20 мая 2022 Россиян предупредили о потере иммунитета после коронавируса
23:33, 20 мая 2022 В Молдавии назвали «драмой» покупку газа по высоким ценам
23:27, 20 мая 2022 Кадыров пообещал украинским военным «хорошие результаты» в Лисичанске
23:21, 20 мая 2022 Пентагон опроверг наличие у США планов по уничтожению Черноморского флота России
23:19, 20 мая 2022 Организаторы Уимблдона отреагировали на санкции ATP и WTA
23:17, 20 мая 2022 В сети появилось объявление о продаже автомобиля легендарного Льва Яшина
Больше новостей
СегодняЭкономика На санкционных дрожжах. Российский рубль рекордно укрепился к доллару. Почему это произошло и ждать ли роста валюты?
20 мая 2022Культура Большой скачок. Миллиарды, звезды и кино: как в России появился свой русский Голливуд?
СегодняКультура Расправил плечи. Почему новая «Атланта» — лучшее, что случилось на телевидении в 2022 году?
23:09, 20 мая 2022 Пентагон передаст Киеву средства поражения большой дальности
22:59, 20 мая 2022 Литва перестанет получать электричество из России
22:33, 20 мая 2022 Врач назвал группы риска по заболеванию оспой обезьян