Программа Фильтр Rc' title='Программа Фильтр Rc' />Активные фильтры Схемотехнические решения. Электрическим фильтром называется устройство для передачи электрических сигналов, пропускающее токи в определенной области частот и препятствующее их прохождению вне этой области. В радиотехнике и электронике электрические фильтры подразделяют на пассивные и активные. Схемы пассивных фильтров содержат только пассивные элементы резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. В схемы активных фильтров помимо указанных элементов входят такие активные изделия, как транзисторы или интегральные микросхемы. Фильтрующие свойства устройства определяются его амплитудно частотной характеристикой, которой называется зависимость коэффициента усиления этого устройства от частоты сигнала. В некоторой области частот, которая называется полосой пропускания или полосой прозрачности, электрические колебания передаются фильтром с входа на выход практически без ослабления. Вне полосы прозрачности расположена полоса затухания или задерживания, в пределах которой частотные составляющие сигнала ослабляются. Между полосой прозрачности и полосой задерживания находится частота, называемая граничной. В связи с тем что существует плавный переход между полосой прозрачности и полосой затухания, граничной обычно считается частота, на которой ослабление сигнала оказывается равным 3 д. Активные фильтры Схемотехнические решения, Активные фильтры. Программы 3. Онлайн ФНЧ и ФВЧ RC фильтров электронных фильтрующих цепочек, состоящих из резистора и мкости. Другим не менее известным и поэтому наиболее распространенным видом RCфильтров являются фильтры на основе моста Вина. Filter_DONE.jpg' alt='Программа Фильтр Rc' title='Программа Фильтр Rc' />Б то есть по напряжению в. Всегда интересно получить крутой переход амплитудно частотной характеристики между полосой прозрачности и полосой затухания. В пассивных фильтрах увеличения крутизны такого перехода добиваются усложнением схемы и применением многозвенных систем. Сложные фильтры требуют громоздких расчетов и точной настройки. Активные фильтры благодаря использованию обратной связи оказываются значительно проще и дешевле. Принято подразделять фильтры на четыре категории в зависимости от расположения полосы прозрачности. Таким образом, фильтр нижних частот nponycкает составляющие сигнала, частота которых меньше граничной частоты фильтр верхних частот пропускает составляющие сигнала, частота которых больше граничной частоты полосовой фильтр пропускает составляющие сигнала, частота которых находится между нижней граничной частотой f. Существуют и более сложные фильтры специального назначения, например гребенчатый фильтр, применяемый в цветном телевидении, пропускающий много узких полос и ослабляющий промежутки между ними. Электрические фильтры находят широкое применение в электротехнике, радиотехнике и электронике. Так на выходе выпрямителей используется фильтр нижних частот, пропускающий только постоянную составляющую выпрямленного тока и ослабляющий прохождение пульсаций. В радиоприемниках широко используются полосовые фильтры, которые позволяют выделить из принятых антенной сигналов множества радиостанций только один, полоса частот которого оказывается в полосе прозрачности фильтра. Принято еще одно деление всех фильтров на две категории фильтры, схема которых содержит катушки индуктивности, и фильтры без индуктивностей, RC фильтры или резисторно конденсаторные фильтры. Активные резисторно конденсаторные фильтры имеют огромное преимущество перед их пассивными аналогами, особенно на частотах ниже 1. Borland C Builder Уроки подробнее. Гц. Пассивные фильтры для низких частот должны содержать катушки большой индуктивности и конденсаторы большой емкости. Поэтому они получаются громоздкими, дорогостоящими, а их характеристики оказываются далеко не идеальными. Большая индуктивность достигается за счет большого числа витков катушки и применения ферромагнитного сердечника. Это лишает ее свойств чистой индуктивности, так как длинный провод многовитковой катушки обладает заметным сопротивлением, а ферромагнитный сердечник подвержен влиянию температуры на его магнитные свойства. Необходимость же использования большой емкости вынуждает применять конденсаторы, обладающие плохой стабильностью, например электролитические. Активные фильтры в значительной мере лишены указанных недостатков. Схемы дифференциатора и интегратора, построенные с применением операционных усилителей, представляют собой простейшие активные фильтры. При выборе элементов схемы в определенной зависимости от частоты дифференциатор становится фильтром верхних частот, а интегратор фильтром нижних частот. Далее будут рассмотрены примеры других более сложных и наиболее универсальных фильтров. Большое количество других возможных схем активных фильтров вместе с их детальным математическим анализом можно найти в разных учебниках и пособиях. Фильтры нижних частот. Если объединить схему инвертирующего усилителя со схемой интегратора, образуется схема фильтра нижних частот первого порядка, которая показана на рис. Схема активного фильтра нижних частот первого порядка Такой фильтр представляет собой инвертирующий усилитель, обладающий постоянным коэффициентом усиления в полосе прозрачности от постоянного тока до граничной частоты f. Видно, что в пределах полосы прозрачности, пока емкостное сопротивление конденсатора достаточно велико, коэффициент усиления схемы совпадает с коэффициентом усиления инвертирующего усилителя Граничная частота этого фильтра определяется элементами цепи обратной связи в соответствии с выражением Амплитудно частотная характеристика зависимость амплитуды сигнала на выходе устройства от частоты при постоянной амплитуде на входе этого устройства представлена на рис. Рис. Амплитудно частотная характеристика фильтра нижних частот первого порядка В полосе затухания выше граничной частоты f. Бдекада или 6 д. Боктава, что означает уменьшение коэффициента усиления по напряжению в 1. Если такой крутизны наклона амплитудно частотной характеристики в полосе затухания недостаточно, можно использовать фильтр нижних частот второго порядка, схема которого показана на рис. З. Рис. Принципиальная схема активного фильтра нижних частот второго порядка Коэффициент усиления фильтра нижних частот второго порядка такой же, как у фильтра первого порядка, в связи с тем что суммарное сопротивление резисторов в цепи инверсного входа, как и ранее, выражается значением R1 Граничная частота при выполнении условия R1. C1 4. R2. C2 также выражается прежней формулой Что касается амплитудно частотной характеристики этого фильтра, представленной на рис. Боктава. Амплитудно частотная характеристика фильтра нижних частот второго порядка Таким образом, в полосе затухания при увеличении частоты вдвое напряжение сигнала на выходе фильтра уменьшается в четыре раза. Фильтры верхних частот. Аналогично построена схема фильтра верхних частот, которая представлена на рис. Такой фильтр является инвертирующим усилителем с постоянным коэффициентом усиления в полосе прозрачности от частоты f. В полосе прозрачности коэффициент усиления схемы такой же, как у инвертирующего усилителя  Рис. Принципиальная схема активного фильтра верхних частот первого порядка Граничная частота f. Б задается входной цепью в соответствии с выражением Крутизна наклона амплитудно частотной характеристики, которая представлена на рис. Боктава. Амплитудно частотная характеристика фильтра верхних частот первого порядка Как и в случае фильтров нижних частот, можно собрать активный фильтр верхних частот второго порядка в целях повышенного подавления сигнала в полосе затухания. Принципиальная схема такого фильтра показана на рис. Принципиальная схема активного фильтра верхних частот второго порядка Крутизна наклона амплитудно частотной характеристики фильтра верхних частот второго порядка в области граничной частоты составляет 1. Боктава, а сама характеристика показана на рис.