Фильтры сосредоточенной селекции

На сегодняшний день известно более 30 различных типов электрических полосовых фильтров, охватывающих частотный диапазон от нескольких герц до десятков гигагерц.

До недавнего времени вопросы частотной селекции в приемно-усилительных трактах, решались в основном за счет применения электрических фильтров сосредоточенной селекции – LC-фильтров различных типов, построенных по дискретно-компонентному принципу. Несмотря на обширные работы по совершенствованию методов проектирования и изготовления фильтров сосредоточенной селекции, такой способ имеет два существенных недостатка: плохую конструктивную и технологическую совместимость с микроминиатюрными узлами и возможность использования совместно с аналоговыми микросхемами большой степени интеграции. Применение фильтров сосредоточенной селекции показано, если при малом сопротивлении нагрузки требуется хорошая фильтрация выходного напряжения при малых потерях напряжения в фильтре. Преимуществом фильтров сосредоточенной селекции является простота реализации, надежность, а недостатком большие размеры, масса и наличие магнитных полей рассеяния вокруг дросселя.

Дляфильтров сосредоточенной селекции существуют различные методы анализа и различные характеристики. Например, можно использовать классические фильтры Баттерворта, Чебышева, Бесселя в качестве фильтров низких частот, высоких частот, полосовых и заграждающих фильтров.

Фильтр Баттерворта

Фильтр Баттерворта обеспечивает наиболее плоскую характеристику в полосе пропускания и относительно плавный спад на границе полосы пропускания. Его фазочастотная характеристика имеет сильную неравномерность.

Данный фильтр имеет достаточно высокую крутизну спада. Она достигается путем увеличения его порядка. Но если допустить некоторую неравномерность вершины АЧХ, можно обеспечить высокую крутизну спада и фильтром более низкого порядка.

Фильтр Чебышёва

Фильтр Чебышёва имеет более крутой спад на границе полосы пропускания, но более высокую неравномерность АЧХ в полосе пропускания. Фазочастотная характеристика также не идеальна.

Фильтр Бесселя

В некоторых случаях от фильтра требуется, помимо подавления ненужной полосы, сохранение формы сигнала. Эту задачу выполняет Фильтр Бесселя. Его особенность - максимально гладкая групповая задержка (линейная фазочастотная характеристика). Фильтр Бесселя используется в радиотехнике для формирования задержек сигналов, без внесения в них фазовых искажений.

Рис.1. Частотные характеристики фильтра ФНЧ-302/360-F

img1

Рис.2. Частотные характеристики фильтра ФНЧ-150/158-F

image003