Электрический частотный фильтр необходим в цепи для пропуска лишь желаемого диапазона частот, сигналов в виде тока или напряжения. Он представляет собой четырехполюсник.
Требования к электрофильтрам
Электрические фильтры должны соответствовать таким критериям: – коэффициент затухания в полосе пропускания стремится к нулю; – коэффициент затухания в полосе задержки стремится к бесконечности; – в фильтре присутствуют только реактивные элементы (емкость и индуктивность); – активные сопротивления в конструкции отсутствуют; – в фильтре должен обеспечиваться согласованный режим в границах частот, что обеспечивает эффективность передачи сигнала; – фильтр не использует активную мощность в полосе пропускания. Нужно отметить, что полосой затухания называют диапазон частот, которые пропускаются фильтром с большим затуханием, т.е. практически не пропускаются. Качественные фильтры могут задерживать до 99% сигнала, если мощность сигнала не превышает заявленные характеристики фильтра. Если частоты пропускаются без затухания, их диапазон называется полосой пропускания.
Классификация электрических фильтров
Определяют такие виды электрических фильтров: – Высокочастотные. Пропускают частоты: от частоты среза до бесконечности. Устройство предполагает параллельное подключение индуктивности и последовательное расположение емкости. – Низкочастотные. Пропускают частоты: от нуля до частоты среза. Конструкция предполагает параллельное размещение емкости и последовательное расположение индуктивности. – Заграждающие. Не пропускают лишь определенные частоты, а остальные пропускают. При параллельном подключении высокочастотных и низкочастотных фильтров и соблюдении технических условий формируется заграждающий фильтр. – Полосовые. Пропускают только определенный диапазон частот. Это может быть совокупность низкочастотных и высокочастотных фильтров, включенных каскадно (при соблюдении определенных условий – настроенных на необходимые частоты). – Комбинированные. Комбинация нескольких типов электрофильтров. Учитывая схемы звеньев, электрические фильтры могут быть одно- и многозвенными. Выполняя классификацию по типам элементам, устройства делятся на: безындукционные (включают в себя элементы C и R), реактивные (включают в себя элементы C и L) и прочие. Рисунок – Схемы частотных фильтров (Г и Т образные)
Особенности и применение фильтров
Электрические фильтры используются в технике связи, радиотехнике, электротехнике, силовой электронике, различных отраслях промышленности. Устройства характеризуются такими преимуществами: – пропускают или не пропускают определенный диапазон частот; – сохраняют необходимые показатели на выходе; – обеспечивают высокую скорость обработки сигнала; – имеют широкие технические возможности для применения. Из недостатков можно выделить чувствительность к перепадам напряжения и отсутствие универсальных моделей, то есть необходимо выбирать фильтр с определенными характеристиками с учетом имеющихся требований.