Главная > Аналоговые и цифровые фильтры
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

1.1. Амплитудно-частотная характеристика

Как было указано выше, основное назначение электрического фильтра — выделять и пропускать требуемый сигнал из смеси полезного и нежелательных сигналов. В случае радиоприемника поступающий на вход сигнал представляет собой сумму электрического шума и сигналов от всех радиостанций, включая и требуемую станцию. Настраивая радиоприемник на определенную частоту, мы отфильтровываем «все» сигналы от мешающих станций и пропускаем сигнал, переданный нужной станцией. Из-за присущих физически реализуемым системам ограничений мы никогда не сможем создать ни приемник, пропускающий одну определенную частоту сор и подавляющий все другие частоты, ни передающую станцию, которая передает точно на частоте сор. Следовательно, мы проектируем фильтр, который пропускает сигналы в интервале частот содержащем и частоту сор, и подавляет все другие, где термины «пропускание» и «подавление» используются скорее в относительном смысле, чем в абсолютном.

Из соотношения (1.2) следует, что

Выражение (1.9) показывает, что значение выходного сигнала представляет собой произведение величины входного сигнала на частотную характеристику фильтра. Это означает, что если амплитудно-частотная характеристика фильтра равна нулю (или приблизительно равна нулю) для определенного

диапазона частот, скажем между то выходной сигнал будет иметь нулевую величину (или приблизительно нулевую) при частоте входного сигнала в полосе частот При этом диапазон частот называется полосой задерживания фильтра. Аналогично, если амплитудно-частотная характеристика больше или равна определенному, близкому к единице числу в диапазоне частот , то этот интервал частот называется полосой пропускания фильтра. Это название обусловлено тем, что если частота входного сигнала лежит в диапазоне частот , то выходной сигнал является усиленным или в худшем случае слегка ослабленным аналогом входного сигнала. Кроме того, определим переходную полосу как диапазон частот между полосой пропускания и полосой задерживания. Требования к амплитудно-частотной характеристике фильтра могут включать параметры полосы пропускания, полосы задерживания, а также и переходной полосы.

Исходя из соотношения (1.9), можно определить следующие основные типы частотно-избирательных фильтров:

1. Фильтр нижних частот — фильтр с полосой пропускания от 0 до некоторой частоты сор и полосой задерживания от некоторой частоты до бесконечности, где сор

2. Фильтр верхних частот — фильтр с полосой пропускания от некоторой частоты сор до бесконечности и полосой задерживания от 0 до где

3. Полосовой фильтр — фильтр с полосой пропускания от некоторой частоты до другой частоты и полосами задерживания до

4. Заграждающий фильтр — фильтр с полосами пропускания от 0 до и от до и полосой задерживания от до где

5. Всепропускающий фильтр — фильтр с единичной передачей для всех частот (т. е. с полосой пропускания от 0 до Этот тип фильтра в основном используется для обеспечения фазовой коррекции и фазового сдвига. 1

Характеристики этих пяти основных типов частотно-избирательных фильтров иллюстрируются на рис. 1.2. Конечно, имеются фильтры, которые не принадлежат ни к одному из этих пяти типов. В большинстве же случаев требования к амплитудно-частотным характеристикам фильтров попадают в одну из этих категорий либо представляют собой комбинацию из этих пяти типов. Подходящим примером является фильтр с параметрами амплитудно-частотной характеристики (рис. 1.3, а).

Рис. 1 2. Пять основных типов частотно-избирательиых фильтров.

Этот фильтр можно рассматривать как комбинацию из фильтра нижних частот и четырех полосовых фильтров (рис. 1.3,б).

Для иллюстрации некоторых применений этих типов фильтров рассмотрим следующие два примера:

1. При передаче низкочастотного сигнала типа речевого сообщения, на дальнее расстояние необходимо до передачи промодулировать этим низкочастотным сигналом высокочастотную

(кликните для просмотра скана)

несущую. Имеется несколько методов модуляции сигнала. На рис. 1.4 приведена структурная схема двухполосной амплитудной модуляции. В приемнике переданный сигнал проходит через преобразователь частоты, где он умножается на сигнал модулированной частоты. Для восстановления исходного сигнала выходной сигнал преобразователя частоты пропускается через фильтр нижних частот с полосой пропускания [0, со] и полосой задерживания от до бесконечности.

Рис. 1.4. Структурная схема двухполосной амплитудной модуляции.

2. В дальней связи линейные несущие частоты многих сигналов передаются одновременно. Это достигается при использовании частотного разделения, т. е. каждый из низкочастотных входных сигналов переносится на различные центральные частоты (рис. 1.5, а), где — центральная частота низкочастотного сигнала. На приемном конце переданный сигнал проходит через набор параллельных полосовых фильтров соответствующих приемников сообщений (рис. 1.5,б).

Конечно, имеются случаи, которым эти пять основных типов фильтров не соответствуют. Подходящим характерным примером является следующий.

Рассмотрим трансатлантический подводный коаксиальный кабель длиной км. Используемый частотный диапазон от 20 до 164 кГц. Эта полоса частот делится на 36 телефонных

Рис. 1.5. Структурная схема частотного разделения. (см. скан)

каналов, каждый с шириной полосы Сигнал затухает из-за электрических потерь в кабеле. В самом высокочастотном канале потери в кабеле длиной км составляют дБ, а в самом низкочастотном на том же самом

расстоянии — 1100 дБ. Другими словами, если предположить, что уровень входного сигнала 1 В, то в конце кабеля в наивысшем канале уровень напряжения составит 10-160 В, а в наинизшем канале 10-55 В. Очевидно, что необходимо усиление. Поэтому через участки кабеля располагаются линейные усилители. Это означает, что каждый усилитель должен обеспечивать усиление 22 дБ для наинизшего канала и 64 дБ для наивысшего и среднее значение для промежуточных каналов.

Рис. 1.6. Пример амплитудно-частотной характеристики фильтра, которая не является линейной комбинацией пяти основных типов характеристик частотноизбирательных фильтров.

Каждый усилитель будет обладать формой частотной характеристики, подобной приведенной на рис. 1.6.

1
Оглавление
email@scask.ru