Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расчет электрических фильтров для аппаратуры связи

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
13.11.2023
Размер:
22.68 Mб
Скачать

 

X

1,60

2,0806

 

82

1,61

2,0888

 

81

1,62

2,0969

 

81

1,63

2,1050

1,64

82

2,1132

1,65

82

2,1214

1,66

82

2,1296

1,67

82

2,1378

1,68

82

2,1460

1,69

82

2,1542

1,70

82

2,1624

 

83

1,71

2,1707

1,72

82

2,1789

1,73

83

2,1872

1,74

83

2,1955

1,75

83

2,2038

1,76

83

2,2121

1,77

83

2,2204

1,78

83

2,2287

1,79

83

2,2370

1,80

84

2,2454

1,81

83

2,2537

1,82

84

2,2621

1,83

83

2,2704

1,84

84

2,2788

1,85

84

2,2872

1,86

84

2,2956

 

84

X j1"■

0,48062

187

0,47875

185

0,47690

185

0,47505

184

0,47321

182

0,47139

181

0,46958

180

0,46778

179

0,46599

178

0,46421

177

0,46244

176

0,46068

174

0,45894

174

0,45720

172

0,45548

171

0,45377

170

0,45207

170

0,45037

168

0,44869

167

0,44702

166

0,44536

165

0,44371

164

0,44207

163

0,44044

162

0,43882

161

0,43721

160

0,43561

159

X*

4,3290

339

4,3629

341

4,3970

342

4,4312

345

4,4657

346

4,5003

348

4,5351

350

4,5701

352

4,6053

353

4,6406

355

4,6761

358

4,7119

359

4,7478

361

4,7839

362

4,8201

365

4,8566

366

4,8932

369

4,9301

370

4,9671

372

5,0043

374

5,0417

375

5,0792

378

5,1170

379

5,1549

381

5,1930

383

5,2313

385

5,2698

387

JC*

0,23100

179

0,22921

178

0,22743

176

0,22567

174

0,22393

172

0,22221

171

0,22050

169

0,21881

167

0,21714

165

0,21549

164

0,21385

162

0,21223

161

0,21062

158

0,20904

158

0,20746

155

0,20591

155

0,20436

152

0,20284

151

0,20133

150

0,19983

148

0,19835

147

0,19688

145

0,19543

144

0,19399

142

0,19257

141

0,19116

140

0,18976

138

10 Д ж . X , М о л е

1

X

 

*3

1

X

 

 

 

 

1,87

2,3040

0,43402

5,3085

0,18838

 

84

158

389

137

1,88

2,3124

0,43244

5,3474

0,18701

 

85

157

390

136

1,89

2,3209

0,43087

5,3864

0,18565

 

84

156

393

134

1,90

2,3293

0,42931

5,4257

0,18431

1,91

85

155

394

133

2,3378

0,42776

5,4651

0,18298

 

84

154

396

132

1,92

2,3462

0,42622

5,5047

0,18166

 

85

153

398

130

1,93

2,3547

0,42469

5,5445

0,18036

 

85

153

400

129

1,94

2,3632

0,42316

5,5845

0,17907

 

84

151

402

128

1,95

2,3716

0,42165

5,6247

0,17779

1,96

85

151

404

127

2,3801

0,42014

5,6651

0,17652

1,97

85

149

405

125

2,3886

0,41865

5,7056

0,17527

1,98

86

149

408

125

2,3972

0,41716

5,7464

0,17402

1,99

85

148

409

123

2,4057

0,41568

5,7873

0,17279

2,00

85

147

511

122

2,4142

0,41421

5,8284

0,17157

2,02

171

291

828

240

2,4313

0,41130

5,9112

0,16917

2,04

171

287

836

236

2,4484

0,40832

5,9948

0,16681

2,06

172

285

843

231

2,4656

0,40558

6,0791

0,16450

2,08

172

280

851

227

2,4828

0,40278

6,1642

0,16223

2,10

172

278

858

223

2,5000

0,40000

6,2500

0,16000

2,12

173

274

866

219

2,5173

0,39726

6,3366

0,15781

2,14

172

271

873

214

2,5345

0,39455

6,4239

0,15567

2,16

174

268

881

211

2,5519

0,39187

6,5120

0,15356

2,18

173

265

889

207

2,5692

. 0,38922

6,6009

0,15149

2,20

174

261

896

203

2,5866

0,38661

6,6905

0,14946

2,22

174

259

904

199

2,6040

0,38402

6,7809

0,14747

2,24

175

255

912

195

2,6215

0,38147

6,8721

0,14552

2, 26"

174

253

919

192

2,6389

0,37894

6,9640

0,14360

 

175

250

927

189

х

X

X*

2,28

2,6564

0,37644

 

 

176

2,30

2,6740

0,37398

 

 

175

2,32

2,6915

0,37154

 

2,7091

176

2,34

0,36912

 

2,7267

176

2,36

0,36674

 

2,7444

177

2,38

0,36438

 

2,7620

176

2,40

0,36205

2,42

2,7797

177

0,35975

2,44

2,7975

178

0,35747

2,46

2,8152

177

0,35521

2,48

2,8330

178

0,35298

2,50

2,8508

178

0,35078

2,52

2,8686

178

0,34860

2,54

2,8864

178

0,34645

2,56

2,9043

179

0,34432

2,58

2,9222

179

0,34221

2,60

2,9401

179

0,34012

2,62

2,9581

180

0,33806

2,64

2,9760

179

0,33602

2,66

2,9940

180

0,33400

2,68

 

180

3,0120

0,33200

2,70

3,0300

180

0,33003

2,72

3,0481

181

0,32808

2,74

3,0661

180

0,32614

2,76

3,0842

181

0,32423

2,78

3,1023

181

0,32234

2,80

3,1205

182

0,32047

 

 

181

7,0567

246

7,1501

244

7,2444

242

7,3393

288

7,4351

236

7,5316

233

7,6289

230

7,7270

228

7,8258

226

7,9254

223

8,0258

220

8,1270

218

8,2289

215

8,3316

213

8,4350

211

8,5393

209

8,6443

206

8,7501

204

8,8567

202

8,9640

200

9,0722

197

9,1811

195

9,2908

194

9,4012

191

9,5125

189

9,6245

187

9,7373

186

934

943

949

958

965

973

981

988

996

1004

1012

1019

1027

1034

1043

1050

1058

1066

1073

1082

1089

1097

1104

1113

1120

1128

1136

дс»

0,14171

185

0,13986

182

0,13804

179

0,13625

175

0,13450

173

0,13277

169

0,13108

166

0,12942

164

0,12778

160

0,12618

158

0,12460

155

0,12305

153

0,12152

149

0,12003

148

0,11855

144

0,11711

143

0,11568

140

0,11428

137

0,11291

135

0,11156

133

0,11023

131

0,10892

129

0,10763

126

0,10637

124

0,10513

123

0,10390

120

0,10270

119

 

X

 

1

 

1

 

 

X

 

X*

 

 

 

 

2,82

3,1386

182

0,31861

9,8509

0,10151

2,84

3,1568

183

1144

117

182

0,31678

9,9653

0,10035

 

3,1750

182

1151

115

2,86

182

0,31496

10,0804

0,09920

 

3,1932

179

1159

ИЗ

2,88

182

0,31317

10,1963

0,09807

2,90

3,2114

178

1167

111

182

0,31139

10,3130

0,09696

2,92

3,2296

176

1175

109

183

0,30963

10,4305

0,09587

2,94

3,2479

174

1183

107

183

0,30789

10,5488

0,09480

2,96

3,2662

172

1191

106

183

0,30617

10,6679

0,09374

2,98

3,2845

171

1198

104

183

0,30446

10,7877

0,09270

 

3,3028

168

1206

103

3,00

183

0,30278

10,9083

0,09167

3,02

3,3211

168

1214

101

184

0,30110

11,0297

0,09066

3,04

3,3395

165

1222

99

183

0,29945

11,1519

0,08967

3,06

3,3578

164

1230

98

184

0,29781

11,2749

0,08869

3,08

3,3762

162

1238

96

184

0,29619

11,3987

0,08773

3,10

3,3946

160

1245

95

184

0,29459

11,5232

0,08678

3,12

3,4130

159

1254

93

184

0,29300

11,6486

0,08585

3,14

3,4314

158

1261

92

185

0,29142

11,7747

0,08493

3,16

3,4499

155

1269

91

184

0,28987

11,9016

0,08402

3,18

3,4683

155

1277

89

185

0,28832

12,0293

0,08313

3,20

3,4868

152

1284

88

185

0,28680

12,1577

0,08225

3,22

3,5053

152

1293

86

185

0,28528

12,2870

0,08139

3,24

3,5238

149

1301

86

185

0,28379

12,4171

0,08053

3,26

3,5423

149

1308

84

.

0,28230

12,5479

0,07969

3,28

3,5608

185

147

1316

82

186

0,28083

12,6795

0,07887

3,30

3,5794

145

1324

82

185

0,27938

12,8119

0,07805

3,32

3,5979

144

1333

80

186

0,27794

12,9452

0,07725

3,34

3,6165

143

1339

79

186

0,27651

13,0791

0*07646

 

 

141.

1348

78

1)X

3,36

3,6351,

 

186

3,38

3,6537

 

186

3,40

3,6723

 

186

3,42

3,6909

 

187

3,44

3,7096

 

186

3,46

3,7282

 

187

3,48

3,7469

 

187

3,50

3,7656

 

187

3,52

3,7843

 

187

3,54

3,8030

 

187

3,56

.3,8217

3,58

187

3,8404

3,60

187

3,8591

3,62

188

3,8779

3,64

187

3,8966

3,66

188

3,9154

3,68

188

3,9342

3,70

188

3,9530

 

188

3,72

3,9718

3,74

188

3,9906

 

188

3,76

4,0094

3,78

188

4,0282

3,80

189

4,0471.

 

188

3,82

4,0659.

3,84

189

4,0848

3,86

189

4,1037

3,88

189

4,1226

 

189

1

X

0,27510

140

0,27370

139

0,27231

138

0,27093

136

0,26957

135

0,26822

133

0,26689

133

0,26556

131

0,26425

130

0,26295

128

0,26167

128

0,26039

126

0,25913

126

0,25787

124

0,25663

123

0,25540

122

0,25418

121

0,25297

119

0,25178

119

0,25059

118

0,24941

116

0,24825

116

0,24709

•114

0,24595

114

0,24481

113

0,24368

111

0,24257

111

JC*

13,2139

1356

13,3495

1363

13,4858

1372

13,6230

1379

13,7609

1388

13,8997

1395

14,0392

1403

14,1795

1411

14,3206

1419

14,4625

1426

14,6051

1435

14,7486

1443

14,8929

1450

15,0379

1458

15,1837

1467

15,3304

1474

15,4778

1482

15,6260

1490

15,7750

1498

15,9248

1506

16,0754

1514

16,2268

1521

16,3789

1530

16,5319

1538

16,6857

1545

16,8402

1554

16,9956

1561

1

JC2

0,07568

77

0,07491

76

0,07415

74

0,07341

74

0,07267

73

0,07194

71

0,07123

71

0,07052

69

0,06983

69

0,06914

67

0,06847

67

0,06780

65

0,06715

65

0,06650

64

0,06586

63

0,06523

62

0,06461

61

0,06400

61

0,06339

59

0,06280

59

0,06221

58

0,06163

58

0,06105

56

0,06049

56

0,05993

55

0,05938

54

0,05884

54

V

X

X

3,90

4,1415

0,24146

3,92

189

ПО

4,1604

0,24036

3,94

189

108

4,1793

0,23928

3,96

189

108

4,1982

0,23820

3,98

189

107

4,2171

0,23713

4,00

190

106

4,2361

0,23607

Т)

1

X

4.1

0,2309

4,331

50

4.2

0,2259

4,426

47

4.3

0,2212

4,521

46

4.4

0,2166

4,617

44

4.5

0,2122

4,712

42

4.6

0,2080

4,808

41

4.7

0,2039

4,904

39

4.8

0,2000

5,000

38

4.9

0,1962

5,096

36

5.0

0,1926

5,193

69

5.2

0,1857

5,386

65

5.4

0,1792

5,579

60

5.6

0,1732

5,773

56

5.8

0,1676

5,968

53

6.0

0,1623

6,162

50

6.2

0,1573

6,357

47

6.4

0,1526

6,553

44

6.6

0,1482

6,748

42

6.8

0,1440

6,944

39 .

7,0

0,1401

7,140

91 '

7.5

0,1310

7,631

79

*2

 

1

 

л:*

 

 

17,1517

1569

0,05830

17,3086

53

1577

0,05777

17,4663

52'

1586

0,05725

17,6249

51

1593

0,05674

17,7842

51

1601

0,05623

17,9443

50

 

0,05573

ч

X

1

X

8,0

8,123

0,1231

8,5

8,616

70

0,1161

9,0

9,110

63

0,1098

9,5

9,604

57

0,1041

 

10,099

51

10,0

0,0990

10,5

10,594

46

0,0944

 

11,090

42

11,0

0,0902

11,5

11,586

39

0,0863

 

12,083

35

12,0

0,0828

13,0

13,076

63

0,0765

14

14,071

54

0,0711

15

15,066

47

0,0664

16

16,062

41

0,0623

17

17,059

37

0,0586

18

18,055

32

0,0554

19

19,052

29

0,0525

 

20,050

26

20

0,0499

 

21,048

24

21

0,0475

 

 

21

*1

X

1

 

X

 

X

П

X

 

 

 

 

|

 

 

22

22,045

0,0454

26

26,038

0,0384

23

23,043

20

27

27,037

14

0,0434

0,0370

 

 

18

 

28,036

13

 

 

 

0,0357

24

24,042

0,0416

28

29,034

13

25

25,040

16

29

0,0344

0,0400

30,033 '

11

 

 

16

30

0,0333

•») = 4-î-30 через различные интервалы.

- г = 1 А + ? - | . ? = ' + 2 ( | ) !- / й 4 -

Таблица предназначена в основном для преобразования ча­ стотной переменной у в полосовых фильтрах в более простую вели­

чину x = j - . Из табл. 49 также могут быть получены эти дан-

/ с

ные, однако табл. 50 оказывается более удобной, особенно в тех случаях, когда необходимы обратные значения и квадраты резуль­ татов.

Пример 42. Полосовой фильтр с частотами среза 11 и 15 кгц имеет звено

с т =

0,54. Определим частоты пиков затухания.

Из

табл. 49 находим ^ = 4; 1,188,

из

примера 41 известно, что г»= 0,3114. Тогда

Следовательно,

т) =

= 0,37.

 

1,202,

.Vs=

1,445,

х =

—=0,832

— = 0,692

х

*3

/ т= 12,85 кгц, так что частоты пиков затухания равны 15,44 и 10,69 кгц. Кроме того, величины 1+дг^,, необходимые для расчета значений величин

элементов, равны 2,445 и 1,692 для частот пиков затухания, расположенных выше и ниже средней частоты фильтра соответственно.

Частоты

пиков затухания очень

редко располагаются выше

4 = 4 . По

этой причине последняя

часть диапазона значений TJ

приведена

в

таблице со значительными сокращениями,

а квад­

ратные и обратные значения величин вообще исключены.

 

Интерполяция по х. Необходимо интерполировать по

иполь­

зоваться зависимостью

 

 

 

 

х = ч +. ~1.

 

 

Г Л А В А Д В Е Н А Д Ц А Т А Я

ПРОСТЕЙШИЕ ФИЛЬТРЫ С ЧЕБЫШЕВСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЗАТУХАНИЯ

В ПОЛОСЕ ПРОПУСКАНИЯ

Влияние отражения от внешних зажимов на характеристики простых фильтров выше по сравнению с характеристическим зату­ ханием; поэтому пользоваться для определения затухания жела­ тельно более точными формулами, подобными тем, которые рас­ сматривались в гл. 6. Однако относительная несложность схемы дает возможность получить более простые выражения. Рассмат­ риваемые здесь фильтры имеют затухание в полосе непропускания, непрерывно возрастающее с увеличением разности частот от полосы пропускания, и их расчет будет рассмотрен, чтобы получить Чебышевские характеристики затухания в полосе про­ пускания.

Если зафиксировано наибольшее изменение затухания в за­ висимости от частоты в полосе пропускания, то расчет дает наи­ большее различие между затуханиями в полосах пропускания и непропускания.

§1. СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ НАГРУЗОК

Рассматриваемые здесь фильтры используются часто с одним конечным нагрузочным сопротивлением, либо с активным сопро­ тивлением индуктивностей, образующим полностью или частично активное сопротивление нагрузки.

Рассматриваемое ранее рабочее затухание оказывается тогда крайне неудобным для оценки характеристик фильтров. Это зату­ хание заменяется на „относительное затухание" (или отрицатель­ ную относительную характеристику), которое представляет собой изменение выходного напряжения при изменении частоты источ­ ника э.д.с. или тока с постоянной амплитудой в функции частоты.

Относительное затухание определяется формулой:

fl= 201g^[ft>],

где U — выходное напряжение на

рассматриваемой

частоте;

U 0 — выходное напряжение на

исходной частоте,

относительно

которой делается сопоставление, при этом э. д. с. источ­ ника или ток должны сохраняться неизменными, незави­ симо от частоты. Исходная частота обычно принимается

равной нулю для фильтров нижних частот, равной бесконечности для фильтров верхних частот и равной средней частоте для поло­ совых фильтров.

§ 2. ПОЛУЗВЕНО ПРОТОТИПА

На рис. 120 приведена схема полузвена фильтра нижних частот постоянной К- Результаты, полученные для такого фильтра, могут быть использованы для фильтров верхних частот и для полосовых фильтров с помощью обычного преобразования частот. В том случае, когда резонансная частота соответствующим обра­ зом настроена, относительное затухание на любой данной частоте зависит только от величины Qe и имеет элементарную форму Чебышевской характеристики в диапазоне частот от о = 0 до 10= 0)! при условии, если Qe превышает 0,71.

L_

С

Относительное затухание равно:

2<й2 — o)J

1 +F*

a F = F t

1 0 | s ( ^ ) , = 1 0 , g 1 + /*? ’

CÙÎ

1 + F f =

4Q\

где

Ft соответствует изменению затухания By на частотах ниже со1. Если тогда Qe не может быть достаточно большим

Рис. 120. Полузвенья фильтра: а — схема фильтра нижних частот, б — Чебышевская характеристика в полосе пропускания, в — схема полосо­

вого фильтра, г, д, е — схемы с одинаковыми относительными потерями при условии, если

V l + % /% + W,=Q'

чтобы обеспечить Чебышевскую характеристику. Предельные случаи Ri = 0 и Ri = оо приведены на рис. 120, г, е совместно

с промежуточным случаем, показанным на рис. 120, д. В том случае, если Qe имеет одинаковые значения, относительное зату­ хание всех трех схем будет одинаковым на любой частоте.

Если рабочее затухание между источником и нагрузкой должно быть минимальным, то фильтр должен согласовывать сопротивле­ ния Ri и Ri на частоте минимального затухания, равной 0,71 coj. Это будет когда:

/?!__ Я . _ п R “ Дэ — Р'

Тогда

Л = 1 — р 2р ’

^=(S) = 2 0 — р-).

Если заданы затухание и частотные пределы В х и <оь то по данным, приведенным в табл. 51, можно определить значения

величин элементов и рассчитать затухание

в

полосе непропуска-

ния.

 

 

 

 

В таблице для фильтра нижних частот обозначены:

х\ =

щЬ и —г = шгС.

 

 

 

X^

 

Таблица 51

 

 

 

 

Расчет полузвеньев фильтров с

= *

и

с Чебышевской

характеристикой

/?8

/?2 9

 

 

затухания

в полосе пропускания

Ви дб Р

0,02

0 ,9 4

0 ,0 3

0

,9 2

0 ,0 5

0 ,9

0 ,0 7

0,88

0,1

0,86

0,2

0,81

0 ,3

0 ,7 6

0 ,4

0 ,7 3

0 ,5

0 ,7 1

0 ,7

0 ,6 7

1,0

0,61

*

II

 

«■?

0 ,5

0 ,5 5

0 ,6 2

0 ,6 7

0 ,7 3

0 ,8 4

0 ,9 1

0 ,9 6

1,00

1 ,0 6

1,12

? s i i

II

сиИ ч II

 

Il

Il

 

0

,4 7

 

0

,5 3

 

0 ,5 1

 

0,6

 

0 ,5 6

 

0 ,6 9

 

0 ,5 9

 

0

,7 6

 

0 ,6 3

 

0 ,8 5

 

0,68

 

1 ,0 3

 

0 ,6 9

 

1,2

 

0 ,7

 

1

,3

 

0 ,7 1

 

1 ,4 1

 

0 ,7

'

1 ,5 9

 

0 ,6 9

1 ,8 4

Xto

Xso

Xi

x t

4 ,8

8,6

4 ,3

7 ,8

3 ,8

6,8

3 ,5

6 ,3

3 ,2

5 ,8

2 ,7

4 ,8

2 ,5

4 ,4

2 ,3

4 ,0

2,2

3 ,8

2,0

3 ,5

1 ,9

3 ,2

Хю и х20 соответствуют

частотам, на которых затухание

больше,

чем на

нулевой

частоте,

соответственно

на

10 и

20 дб.

 

 

 

 

I .

Полосовые

фильтры

 

 

 

На

рис. 120,

в приведена схема

полосового

фильтра,

у

кото­

рого резонансные пары элементов LiCi

и L2C9 настроены

на

одну

и ту же частоту

шт . Пусть частоты

<о2

и

ограничивают

верх-

Соседние файлы в папке книги