545.
Потрібне значення ємності для побудови ФНЧ-1 Рис.3.2 становить С = 30,17 мкФ.
В
2.5 Г-подібний фільтр нижніх частот (ФНЧ-2)
2.5.1 Частотні характеристики ФНЧ-2
З метою підвищення коефіцієнта прямокутності передавальної функції по потужності застосовують фільтри нижніх частот другого порядку, до складу яких входять два реактивні елементи: L і C.
Розглянемо Г-подібний ФНЧ, схема якого представлена ​​на Рис.2.8 (див. також Рис.1.6). p> L
В
Z 1
Z 2 C R
Рис.2.8. Електрична схема Г-образного ФНЧ
Робота Г-образного ФНЧ:
В
при
при
На малих частотах індуктивний опір мало, а ємнісний опір велике, тому струм проходить в навантаження з малим ослабленням, чи не відгалужувалася в ємність.
На великих частотах індуктивне опір велике, а ємнісний опір мало. Струм, пройшов через індуктивність, закорачивается ємністю. Тому вихідна напруга мало.
Визначимо АЧХ і ФЧХ Г-образного ФНЧ, розглядаючи його як Г-подібний 4х-П, навантажений активним опором R.
Комплексні опору плечей фільтра:
В
Коефіцієнти форми А:
В
Рівняння зв'язку вхідного і вихідного напруг (1.6) приймає вигляд:
В В
(2.16)
br/>
Позначимо, як і раніше, дійсну і уявну частини (2.16):
- дійсна частина;
- уявна частина.
Рівняння (2.16) запишемо у вигляді:
В В
(2.17)
br/>
Фазочастотная характеристика ФНЧ-2 визначається за формулою:
В В
(2.18)
br clear=ALL>В
Комплексна передавальна функція по напрузі визначається з (2.17):
В В
(2.19)
br/>
Модулі передавальних функцій по напрузі і потужності приймають вигляд:
В В
(2.20)
br/>
Таким чином, при відомих значеннях R, L, C-елементів, за формулами (2.18), (2.20) можна розрахувати і побудувати графіки АЧХ і ФЧХ Г-образного ФНЧ.
З метою загального аналізу частотних характеристик Г-образного ФНЧ представимо передавальні функції (2.20) в параметричної формі, для чого позначимо:
В В
- приведена (Нормована) частота;
- резонансна частота;
- опір індуктивності;
- провідність ємності;
- хвильове (характеристичне) опір;
- коефіцієнт навантаження.
В В В В В В
Після підстановки позначень у (2.20) отримаємо передавальні функції в параметричної формі:
В В
(2.21)
br clear=ALL>В
Приклад 2.3. Розрахувати і побудувати сімейство кривих передавальної функції за потужністю в параметричної формі для трьох значень коефіцієнта навантаження:
В
Визначити коефіцієнт прямокутності передавальної функції по потужності при
Розрахунок передавальної функції по потужності, виконаний за формулою (2.21) наведено на Рис.2.9.
В
З Рис.2.9 випливає, що при Q 1 = 0,8 передавальна функція досягає свого максимуму, рівного 1,86, а потім плавно зменшується, Цей сплеск передавальної функції може бути бажаним або небажаним залежно від конкретного призначення фільтра.
При Q 2 = 1 сплеск пере...
