8.1 Индуктивный фильтр

Составим схему замещения:

Для данной схемы можно применить принцип суперпозиции, т.е. независимость действия каждого источника.

Определим коэффициент пульсации, исходя из параметров этой схемы:

, .

Найдем значения и :

, .

Подставим эти значения в :

,

тогда

Для индуктивных фильтров и ,

тогда .

Коэффициент сглаживания зависит от величины нагрузки, что является недостатком индуктивного фильтра. Коэффициент сглаживания будет высоким при малом сопротивлении , поэтому индуктивные фильтры применяются при больших токах нагрузки. При отключении нагрузки или резком ее изменении возникает перенапряжение в схеме.

8.2 Емкостной фильтр

Емкостной фильтр представляет из себя емкость, включенную параллельно нагрузке.

, , ,

определяется из временной диаграммы напряжения на конденсаторе. Для этого будем считать:

.

Определим , используя зависимость между напряжением и током конденсатора:

,

тогда .

зависит от . Чем больше , тем больше коэффициент сглаживания, поэтому емкостные фильтры применяются при малых токах нагрузки.

8.3 Г- образный LC- фильтр

, , ,

, , .

Найдем и .

Т.к. , , , тогда:

.

Коэффициент сглаживания не зависит от сопротивления нагрузки , а только лишь от индуктивности L и емкости С фильтра. Практически, при расчете параметров LC- фильтров после определенного произведения L на С, необходимо проверить отсутствие в контуре резонансных явлений. Для этого необходимо, чтобы собственная резонансная частота фильтра была в два раза меньше частоты первой гармоники.

8.4 Г- образный RC- фильтр

.

не зависит от величины нагрузки. Данный фильтр, по сравнению с LC- фильтром, наиболее простой и дешевый. А его основным недостатком является рассеивание постоянной составляющей тока на сопротивлении фильтра .

8.5 Фильтр с резонансными контурами

В этих фильтрах имеются контура, настроенные на частоты гармоник, при которых коэффициент пульсации малы. Применяются последовательные и параллельные контура.

, , .

На частоте резонанса сопротивление контура очень большое, гармоника не проходит на нагрузку. Следовательно, коэффициент сглаживания тоже будет большим.

, , .

8.6 Сложные фильтры

Сложные фильтры содержат несколько цепочечно-включенных фильтров.

.

8.7 Активные фильтры (транзисторные фильтры)

Активные фильтры имеют вместо индуктивности полупроводниковый триод, который может иметь различную конфигурацию подключения по отношению к нагрузке. В зависимости от этого различают три типа активных фильтров: ФК, ФЭ и ФШ.

8.8 Активный фильтр типа ФК

Принцип действия этой схемы основан на свойстве триода, который может поддерживать постоянный ток коллектора при различном напряжении питания, если .

является фильтром с высоким коэффициентом сглаживания, поэтому напряжение на базе, а также ток базы будут без пульсаций, т.е. и равен одному из токов (например ).

При изменении напряжения питания от до , рабочая точка триода перемещается по участку 1-2. При этом и напряжение .

Данная схема имеет высокое внутреннее сопротивление, поэтому, как видно из формулы, при изменении будет изменяться величина , что является её недостатком (т.е. схема работает при постоянной нагрузке).