Исследование помехоподавляющих свойств фильтров

 

Цель работы: Исследовать помехоподавляющие свойства фильтров разной структуры в зависимости от частоты сигнала и сопротивления приемника. Закрепить навыки работы с цифровым запоминающим двухканальным осциллографом типа АСК – 3105.

 

Общие сведения

Помехоподавляющие фильтры представляют собой элементы для обеспечения затухания поступающей по проводам помехи. Целесообразное их применение предполагает, что спектральные составляющие полезного сигнала и помехи достаточно отличаются друг от друга. Это позволяет при соответствующих параметрах фильтра обеспечить селективное демпфирование помехи при отсутствии заметного искажения полезного сигнала. При этом собственно эффект демпфирования достигается делением напряжения. Поясним эго на простейшем примере.

Если в низкочастотный контур полезного сигнала (полезные величины на рис. 1, а) поступает высокочастотное напряжение помехи , то на полном сопротивлении приемника появляется составляющая напряжения помехи

(1)

Введение зависящего от частоты продольного полного со­противления (рис. 1, б), например, в форме ωL, представля­ющего для низкочастотного тока - очень малое, а для высоко­частотного тока - очень большое сопротивление, обеспечива­ет ослабление помехи, и составляющая, напряжения помехи снижается до

(2)

Достигаемый эффект затухания можно характеризовать ко­эффициентом затухания - отношением падений напряжений на при наличии и без него:

. (3)

Коэффициент затухания приводится, как правило, в виде логарифма отношения напряжений и выражается в децибелах:

. (4)

Рис. 1. Цепь без фильтра (а) и с фильтром (б)

Рис. 2. Токовый контур с фильтром

В общем случае, фильтр F любой структуры представляет собой четырехполюсник, объединяющий источник помехи и приемник (рис. 2). Для расчета фильтра пригодны известные соотношения:

(5)

(6)

Где - комплексные параметры четырехполюсника.

Их конкретные значения для простейших фильтровых структур представлены в табл. 1.

Далее (рис. 2) можно записать:

(7)

(8)

Напряжение на входе приемника без фильтра определяется как

(9)

Аналогично (4) ослабление сигнала в фильтре описывает как логарифм отношения напряжений на входе приемника без фильтра и с фильтром :

. (10)

Коэффициент затухания в фильтре любой структуры в соответствии с (5)-(10) можно выразить как

(11)

 

Таблица 1. Параметры четырехполюсников простейших схем фильтров

Схема	Коэффициент

 

Отсюда следует, что коэффициент затухания зависит, с од­ной стороны от параметров фильтра (см. табл. 1), а с другой - от полных сопротивлений участвующих в процессе источника и приемника помех.

Один и тот же фильтр при различных условиях, т.е. в зависимости значения и частотных характеристик полных сопротивлений и , может вызывать сильно различающееся затухание. Поэтому, практически невозможно задать общую характеристику фильтра независимо от конкретных условий.

 

Если значения и известны приблизительно, выбор под­ходящей фильтровой структуры может производиться с ис­пользованием данных табл. 2.

 

Таблица 2. Рекомендации по выбору структуры фильтра

 

№ схемы	Сопротивление источника	Схема фильтра	Сопротивление приемника
	Мало		Мало
	Велико		Велико
	Мало		Велико
	Велико		Мало
	Мало, неизвестно		Мало, неизвестно
	Велико, неизвестно		Велико, неизвестно

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: