Сигналлар билан ишлаш Пассив ва актив фильтрлар: паст, юқори частотали

2-Модул. Сигналлар билан ишлаш

7. 
   Пассив ва актив фильтрлар: паст, юқори частотали.
   

Электр фильтрлари мураккаб сигналлар орасидан маълум частоталар оралиғида бўлган сигналларни ажратиб олиш, белгиланган частоталар оралиғидаги сигналларни бартараф қилиш ва шунга ўхшаш вазифаларни бажаради.

Фильтрларнинг асосий парамертларидан бири А=F( ), яъни сигнал амплитудасининг частотага боғлиқлик графигидир. Лекин амплитуда ўрнига частота ўтказиш коэффицентининг частотага боғлиқлилиги олиб кўрилади.
Фильтрнинг частота ўтказиш полосаси дейилганда, ўтказиш коэффиценти маълум бир берилган К_и­ (j ) қийматидан катта бўлган частоталарни ўз ичига олган оралиқ тушинилади.
Фильтрнинг частота тўсиш полосаси дейилганда фильтрнинг ўтказиш коэффиценти белгиланган қийматдан кичик бўлган частоталарни ўз ичига олган оралиқ тушинилади
Идеал фильтрлар ўтказувчи полосада К_и­ (j )=1, тўсувчи полосада эса, К_и­ (j )=0 бўлиши керак
Ўтказувчи полоса ва тўсувчи полосаларни ўзаро ажратувчи частота қиркиш частотаси деб аталади.
Р еал фильтрларда 0К_и­ (j )1 бўлганлигидан ўтказувчи ва тўсувчи полосалар орасида чегара кескин ўзгармасдан, балки бир қийматдан иккинчи қийматга бир текисда ўзгаради. Мисол тариқасида 2.1-расмда ўтказувчи ва тўсувчи полосалар келтирилган.
2.1-расм. Филтрларнинг частота характеристикаси
( ₂- ₁)- тўсувчи ( ₄- ₃)- ўтказувчи полоса
Бунда ₂ – тўсувчи палосани қирқиш частотаси ₃ – ўтказувчи палосанинг қирқиш частотаси деб аталади.
Ҳозирги замонда радиэлектрон фильтрлар пассив ёки актив элементлардан иборат бўлади. Пассив фильтрларда R, L, C – пассив элементлар бўлади. Актив фильтрлар таркибида R, L, C лардан ташқари актив элементлар – транзисторлар, интеграл микросхемалар, кучайтиргичлар бўлади.
Фильтрлар бир тармоқли ёки кўп тармоқли бўлиши мумкин. Фильтрлар таркибига кирган элементларга кура, электрик пьэзоэлектрик ва электромеханик фильтрларга ажратилади.
Электрик фильтларда R, L, C пассив элементлар билан бирга электрон асбоблар ҳам ишлатилса, пьезоэлектрик фильтрларда пьезоэлектрик эффектга асосланиб ишлайдиган қўрилқмалар – кварц резонаторлар қўлланилади. Бу фильтрларда резонаторлар ўзаро электрик жиҳатидан L ёки C элементи орқали боғланади. Электромеханик фильтрларда ҳам резонаторлар ишлатилиб, улар орасидаги алоқа электр ва механик усулда амалга оширилади.
Радио электрон қурилмаларда асосан паст частотали ПЧФ, юқори частотали ЮЧФ, поласали ПФ ва тўсувчи фильтрлар ТФ қўланилади.
Паст частотали фильтрлар (2.2-расм). Бундай фильтрларнинг кириш қисмига паст частотали сигнал берилганда R₁, L₁, R₂, L₂ ва ҳоказодан иборат.Кетма-кет уланган занжирнинг қаршилиги айтарли катта бўлмайди.
Ҳар бир тармоққа уланган С₁, С₂, С₃ ва ҳаказо, конденсаторларнинг қаршилиги эса катта бўлади.

2.2-расм. Паст частотали фильтрлар а) ва

б) уларнинг частота характеристикаси..

Шу сабабли фильтрлардан ўтувчи паст частоталар унчалик катта қаршиликка учрамайди. Сигнал частотаси ортиб бориши билан R₁, L₁, R₂, L₂ ларни қаршилиги кўпая бошлайди. С₁, С₂, С₃ конденсаторнинг қаршилиги эса камая бориб, сигнални шунтлай бошлайди. Шу сабабли юқори частотали сигналлар учун занжирнинг қаршилиги катта бўлади ва бундай занжир мураккаблар орасидан малъум қирқиш частотасидан кичик частотали сигналларни ажратиб олади. Бир звеноли фильтрнинг қирқиш частотаси

(2.1)
Кейинги пайтларда радио электрон аппаратларнинг ихчамлаштириш туфайли R-C- фильтрлар ўрнида R-, C- фильтрлар кеннг қўлланилмоқда (2.3-расм). Бир звеноли фильтрнинг қирқиш частотаси
(2.2)

бўлади. Звенолар сони ортиб бориши билан частота характеристикасининг тушуш қиялиги катталашади. Бундай занжирларда алохида звеноларга кирувчи R ва С лар ҳар хил бўлиши мумкин, лекин RC кўпайтма ҳамма звенода бир хил бўлиши керак. 2.3.б)- расмда ўтказиш функциясининг частота характеристикаси звеналар сонига боғлиқ ҳолда кўрсатилган.

2.3-расм. Паст частотали RC-фильтрлар.