Федеральное агентство по культуре и кинематографии

Сергиево-Посадский киновидеотехнический колледж

Расчет электрических фильтров типа k.

Методическое пособие по предмету «Радиотехнические цепи и сигналы»

Для студентов 3-го курса очного и заочного отделения специальности 210313 «Аудиовизуальная техника и звукотехническое обеспечение аудиовизуальных программ».

г. Сергиев - Посад.

2008 г.

Рассмотрено

предметной комиссией

спецдисциплин.

Протокол № ____

От “_____”_________2008г.

Председатель _________

Одобрено методическим

кабинетом СП КВТК.

Протокол № ____

От “_____”_________2008г.

Председатель МК

________________

Составлено в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки по специальности 210313 «Аудиовизуальная техника и звукотехническое обеспечение аудиовизуальных программ».

Зам. директора по учебной

работе СП КВТК

_______________ Зуденкова Л.Г.

Составитель: Козлов Н.М. – преподаватель Сергиево-Посадского

киновидеотехнического колледжа.

Рецензент: _____________________________________________

_____________________________________________

1. Краткие теоретические сведения.

Фильтрами типа k называются электрические фильтры состоящие из последовательного и параллельного соединений простейших Г-образных «полузвеньев». Такие фильтры имеют несколько разновидностей:

• Фильтры нижних частот;

• фильтры верхних частот;

• полосовые фильтры;

• режекторные фильтры.

Свойства фильтра характеризуются частотами среза (fс1 и fс2), полосой пропускания (П) или задерживания (fс2 - fс1) и коэффициентом затухания (b). Простейшее Г-образное звено фильтра состоит из двух элементов, одно из которых включается последовательно с нагрузкой, а другое – параллельно нагрузке (рис.1). Оба элемента фильтра имеют реактивные сопротивления (Z). Сопротивление последовательного элемента обозначается как 0,5Z1, а сопротивление параллельного элемента – как 2Z2, что следует учитывать при расчёте и построении конкретной схемы фильтра, например Т- или П-образных.

В схемах полосовых (рис.5) и режекторных (рис.6) фильтров применяются элементы, представляющие сбой колебательные контуры, как последовательные, так и параллельные.

Рис 1. Схемы фильтров: а) элементарное Г-образное звено, б) симметричная Т-образная схема фильтра, в) симметричная П-образная схема фильтра.

2. Расчет фильтров.

1. Фильтр нижних частот.

Исходными данными для расчета фильтра являются:

• Требуемое затухание на частоте отличной от частоты среза (b_ф);

• Частота среза (f_c2);

• Сопротивление нагрузки или волновое сопротивление согласованного фильтра (Z_c).

В процессе расчета определяют необходимое количество звеньев и находят параметры звена L₁ и C₂.

Число звеньев определяется требуемым затуханием при заданном отклонении частоты подавляемого тока (f) от частоты среза (fc2). Затухание, вносимое одним звеном (b) фильтра для данного отношения f / f_с2, определяется по графику, приведенному на рисунке 2.

Рис. 2. Характеристика затухания фильтра нижних частот.

Количество звеньев (целое число) должно быть .

Выбором параметров L₁ и C₂ обеспечивают заданную частоту среза f_c2 и заданное по условиям согласования характеристическое сопротивление Z_c в полосе пропускания. Поскольку Zc зависит от частоты, то берут согласование на нижнем участке полосы прозрачности, где: . Тогда: ; , где:

L₁ – в Генри; Z_c – в Омах; f_c2 – в Герцах; C₂ – в Фарадах.

Если исходные данные приведены с использованием кратных величин, необходимо применять соответствующие множители, например 20кОм= 20*10³Ом.

По окончании расчета элементов фильтра вычерчивают его полную электрическую схему и определяют значения величин его элементов. Результаты расчёта рекомендуется оформлять в виде таблицы. См. таблицу 1.

Рис. 3 Схемы фильтров нижних частот с Т- образным и П- образным звеньями.

При сборке схемы фильтра следует применять элементы номинального, а не расчетного значения величины емкости, индуктивности и сопротивления. Таблица 2.