фільтр з смугою пропускання від частоти wв до нескінченності і з смугою придушення від 0 до ws (ws
3. Смуговий фільтр (ПФ) - обидві межі смуги пропускання являють собою ненульові частоти wсн, wсс а з кожної зі сторін від смуги пропускання є по одній смузі придушення (від 0 до wsн і від wsв до ВҐ).
4. Режекторний (загороджуючий) фільтр (РФ) - фільтр з двома смугами пропускання (від 0 до wсн і від wsв до ВҐ) і однією смугою придушення
5. Гребінчастий фільтр (ГФ) - фільтр з кількома смугами придушення і кількома смугами пропускання
6. Всепропускающій або фільтр постійного загасання (ФПЗ) - фільтр з одиничною (постійної передачею для всіх частот, тобто з смугою пропускання від 0 до ВҐ). Використовується для забезпечення необхідної фазової корекції і фазового зсуву. Вимоги до амплітудно-частотної характеристиці фільтра, в першу чергу включають параметри смуги придушення, смуги пропускання і перехідної смуги. В ідеальному випадку загасання фільтра повинно бути рівним нулю в смузі пропускання і прагнути до нескінченності в смузі придушення. У теорії ланцюгів на основі так званого критерію Пали - Вінера доводиться, що фільтри з прямокутною АЧХ фізично не реалізовуються. Тому перша задача побудови фільтра - апроксимація ідеальної прямокутної характеристики функцією ланцюга, що задовольняє умовам фізичної реалізованості. Це завдання має численні рішення, доведені до ряду стандартних функціональних побудов, заснованих на різних способах апроксимації. Найбільш вживаними є такі типи фільтрів, що відрізняються видом апроксимуючої функції:
Фільтр Баттерворта, що має максимально плоску АЧХ в смузі пропускання і монотонно зростаючу загасання в смузі затримання
Фільтр Чебишева з равноволновой АЧХ в смузі пропускання і монотонно зростаючим загасанням в смузі затримування
Інверсний фільтр Чебишева з монотонно зростаючим в смузі пропускання загасанням і равноволновой АЧХ в смузі придушення
Еліптичний фільтр (фільтр Золотарьова-Кауера) з равноволновой як в смузі пропускання, так і в смузі придушення АЧХ
Фільтр Бесселя (фільтр з максимально плоскою характеристикою групового часу запізнювання) з апроксимацією ФЧХ поруч Тейлора.
Фільтри з характеристиками зазначених типів можуть бути реалізовані як пасивними LC - ланцюгами, так і активними RC - ланцюгами, а також цифровими методами. b>
Етапи проектування фільтра
Проектування фільтра починається з завдання технічних характеристик фільтра, які зазвичай формуються у вигляді вимог до АЧХ в смузі пропускання і смузі придушення, ширині перехідної смуги, вимог до ФЧХ або характеристиці групового часу запізнювання, а також до інших параметрах, наприклад до опору навантаження, внутрішньому опору джерела, рівню сигналу і т.п.
На другому етапі вирішується завдання знаходження підходящої передавальної функції, що задовольняє заданим вимогам. Ця задача зводиться до вибору апроксимуючої функції, тобто до вибору фільтра відповідного типу.
Третій етап - схемна реалізація обраної на другому етапі передавальної функції. Вирішення цього завдання для основних типів фільтрів (Баттерворта, Чебишева, еліптичних), реалізованих як у вигляді пасивних LC - Схем, так і у вигляді активних чотириполюсників на базі операційних підсилювачів (ОУ), схоплених зворотним зв'язком, доведено до обширних таблиць і графіків. Тим самим в інженерних додатках другий і третій етапи зводяться до вибору типу фільтра (виду апроксимуючої функції) і визначенню за таблицями і графіками відповідних коефіцієнтів передавальної функції, що визначають в кінцевому підсумку параметри елементів фільтра.
Четвертий етап - аналіз фільтра, тобто дослідження його характеристик на відповідність необхідним допускам, чутливості до зміни параметрів схеми, можливостям налаштування і т.п.
Спочатку такий аналіз виконується при номінальних значеннях параметрів, щоб перевірити правильність розрахунків, зроблених на другому і третьому етапах. Потім враховуються похибки елементів. Необхідність цього пояснюється наступними причинами. При виготовленні спроектованого фільтра неможливо абсолютно точно підібрати його елементи. Розкид параметрів реальних резисторів, конденсаторів і котушок індуктивності зазвичай знаходиться в межах декількох відсотків. У зв'язку з цим аналіз повинен дати відповідь на питання про допустимому розкиді параметрів елементів фільтра, при якому ще виконується технічне завдання на проектування
Крім того, в процесі експлуатації неминуче зміна параметрів елементів фільтра за рахунок старіння, зміни кліматичних умов і т.п. Аналіз дозволяє врахувати і цей фактор і вжити відповідних заходів лоя стабілізації характеристик фільтра.
При досить великому числі елементів фільтра такий аналіз виконати вручну дуже складно, а часом і просто неможливо (наприклад, при спробах врахувати випадковий характер догляду параметрів ел...
