Гребенчатые фильтры и фазовращатели

Пассивные полосопропускающие и режекторные фильтры с гребенчатой формой амплитудно-частотной характеристики для высоких частот обычно выполняются на основе ?С-контуров — параллельных и последовательных.

На рис. 3.40, а приведена схема двухполосного фильтра, выделяющего сигналы с частотами со, = (02 = [Z.2C2]‘,/2. этих час

тотах сопротивление параллельных контуров Lid и L2C2 максимально и на выходе напряжение также имеет максимальное значение.

На рис. 3.40, б представлена схема двухполосного режекторного фильтра. На частотах (о, и о)2 в последовательных LC-контурах возникает резонанс напряжений, вследствие чего их сопротивление мало и мал коэффициент передачи.

В общем случае гребенчатые полосопропускающие фильтры получают параллельным соединением нескольких фильтров, настроенных на заданные частоты (D,; 0)2... (рис. 3.40, в).

Для построения режекторных фильтров с гребенчатой формой коэффициента передачи необходимо последовательно соединить несколько режекторных фильтров (настроенных на заданные частоты режекции ш„ о)2,...) (рис. 3.40, г).

В электронных устройствах широко используют фазосдвигающие цепи, изменяющие фазу выходного сигнала по сравнению с фазой входного. Фазосдвигающими цепями, например, являются активные и пассивные ДС-фильтры нижних и верхних частот, интегрирующие и дифференцирующие цепи (см. соответственно рис. 3.28, а и рис. 3.32, а), изменяющие фазу проходящего через них гармонического колебания на некоторый угол Дф, определяемый для интегрирующей и дифференцирующей цепей соответственно:

где т = RC — постоянная времени цепи.

Если необходимо изменить фазовый сдвиг в этих цепях при некоторой фиксированной частоте, то надо изменить постоянную времени т,

Двухполосный полосопропускающий

Рис. 3.40. Двухполосный полосопропускающий (а) и полосозаграждающий (б) гребенчатые LC-фильтры; принципы их построения на основе полосовых (в) и режекторных (г) фильтров что приводит к изменению коэффициента передачи /С(/й>), что не всегда допустимо.

Имеются фазосдвигающие цепи, позволяющие плавно изменять угол Дер и при этом K(j(o) = К0 = const. Такие устройства называются фазовращателя м и.

На рис. 3.41, а приводится принципиальная схема фазовращателя, позволяющего плавно изменять фазовый сдвиг в пределах от 0 до 180 ° при неизменном коэффициенте передачи К(ш).

Комплексный коэффициент передачи фазовращателя:

Таким образом, при равенстве сопротивлений R] и R2 коэффициент передачи /С((о) постоянен и не зависит ни от частоты, ни от изменения постоянной времени т.

Важное значение в измерительных системах имеют фазорасщепи- тельные цепи, являющиеся частными случаями фазовращателей, ко

рне. 3.41. Принципиальные схемы фазовращателя (а) и фазорасщепителя (б) на основе RC-элементов торые позволяют разделять входной сигнал на две составляющие, сдвинутые по фазе на 90°.

Наиболее важны фазорасщепители, у которых фазовый сдвиг между составляющими на выходе постоянен и не зависит ни от регулирования, ни от частоты.

На рис. 3.41, б приводится схема фазорасщепителя, удобная для работы на низких частотах. Для этой схемы

то отношение выходных напряжении определяется выражением:

где

Таким образом, в этой схеме фазовый сдвиг между напряжениями постоянен, строго равен 90 ° и не зависит от изменения частоты и соотношений сопротивлений /?, и R2 R4 и Rs

Однако при этом необходимо, чтобы выполнялись условия:

Наряду с рассмотренными пассивными фазосдвигающими цепями применяются и активные схемы, основанные на использовании соответствующих активных фильтров.

Контрольные вопросы

  • 1. Нарисуйте схему двухчастотного узкополосного гребенчатого фильтра, выполненного на основе гираторов.
  • 2. Недостатком простейшего фазовращателя (рис. 3.41, а) является симметричный выход. Как вы думаете, сохранятся ли свойства фазовращателя, если к нему подключить дифференциальный усилитель (рис. 3.12, в) и в качестве выходного, повернутого на заданный фазовый угол напряжения использовать напряжение на его выходе?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >