Пассивный фильтры

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»

Факультет радиоэлектроники и электроники

Кафедра информационных радиотехнологий

Дисциплина: введение в радиоэлектронику

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему

ПАССИВНЫЙ ФИЛЬТРЫ

БГУИР КП 1-39 01 04 26 ПЗ

Студент: гр. 041301

Руководитель: Дворникова Т. Н.

Минск 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ФИЛЬТРА        6

2 РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ        7

2.1 Расчет комплексного входного сопротивления. Расчет комплексного коэффициента передачи.        7

2.2 Расчет АЧХ и ФЧХ        8

3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТАРНОЙ БАЗЫ        12

4 ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА АЧХ И ФЧХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ СХЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ MULTISIM        14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        18

ВВЕДЕНИЕ

        В основе работы фильтра лежит использование реактивных элементов цепи, т.е. ёмкостей и индуктивностей. По сути фильтр – это делитель напряжения у которого за счёт применения реактивных элементов меняется коэффициент деления при изменении частоты. Составляя разные схемы делителей можно добиваться того, что на низких частотах коэффициент деления делителя будет близок к 1, а с ростом частоты он будет стремиться к нулю. В результате такая схема будет пропускать низкие частоты и подавлять высокие – это ФНЧ. И наоборот, можно получить делитель, который будет подавлять низкие частоты и пропускать высокие – ФВЧ. Соединяя такие делители можно получить более сложные схемы, которые будут иметь очень высокий коэффициент деления (т.е. коэффициент пропускания близкий к 0) как на низких, так и на высоких частотах. А на определённой частоте или в определённой полосе частот, коэффициент деления будет значительно меньшим (хотя и как правило намного меньше единицы). В результате получим полосовой фильтр. Фильтрующие свойства таких четырёхполюсников обусловлены резонансными явлениями, наличием режима резонанса напряжений или резонанса токов.

Разного рода фильтры активно применяются для подавления нежелательных сигналов, помех, частоты которых отличаются от полезного сигнала. Или наоборот для выделения полезного сигнала на фоне нежелательных сигналов.

Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания, называют полосой прозрачности (полосой пропускания); диапазон частот, пропускаемых с затуханием, – полосой затухания (полосой подавления). Для определения количественных параметров фильтра вводят понятие частоты среза, это частота на которой коэффициент пропускания фильтра падает до заданного значения. В радиотехнике очень часто за такой заданный уровень принимается уровень в 3 дБл. В относительных единицах это уровень снижения сигнала примерно в 0,707 [pic 1]. При этом мощность сигнала падает в 2 раза.

Фильтр не только изменяет амплитуду выходного сигнала, но и вносит определённые фазовые сдвиги в сигналы разных частот. Поэтому кроме коэффициента пропускания (или затухания) вводится коэффициент фазы.

Электрические фильтры собирают обычно из индуктивных катушек и конденсаторов. Исключение составляют RC-фильтры. Фильтры используют главным образом в радиотехнике и технике связи, где применяют токи довольно высоких частот. При высоких частотах индуктивные сопротивления ωL индуктивных катушек во много раз больше их активных сопротивлений. Поэтому обычно принимают, что активные сопротивления индуктивных катушек и активная проводимость конденсаторов равны нулю, т. е. что фильтры составлены только из идеальных реактивных элементов.