RC-фильтры низких и высоких частот

Июль 23, 2022

Главная
Разное
RC-фильтры низких и высоких частот

Содержание

2. Фильтры — это схемы, которые пропускают без затухания (ослабления) определенную полосу частот и подавляют все остальные
3. Влияние фильтра на прямоугольный сигнал прямоугольный сигнал представляет собой сложное колебание, состоящее из основной гармоники и
4. RC- фильтры Простейшим среди фильтров является RC-фильтр. Принцип его работы основан на том, что при изменении
5. На схеме конденсатор соединен последовательно с резистором. При подаче на вход такого фильтра низкочастотного сигнала реактивное
6. Если теперь представить эту схему, как на рис.(б), где падение напряжения на конденсаторе является выходным, то
7. Дифференциатор — это фильтр верхних частот. Если на вход дифференциатора подать последовательность прямоугольных импульсов, то на
8. Фильтры низких частот. Если поменять местами R и С, то фильтр будет вести себя противоположным образом
9. для того чтобы выходной сигнал был небольшим по сравнению с входным, частота должна быть значительно ниже,
11. Скачать презентацию

Слайд 2

Фильтры — это схемы, которые пропускают без затухания (ослабления) определенную полосу частот

и подавляют все остальные частоты. Частота, на которой начинается подавление, называется частотой среза fс

Слайд 3

Влияние фильтра на прямоугольный сигнал
прямоугольный сигнал представляет собой сложное колебание, состоящее

из основной гармоники и бесконечного количества нечетных гармоник. Низкочастотные составляющие формируют основание и плоскую вершину импульса, а высокочастотные — его фронт и срез.
Когда прямоугольный сигнал проходит через фильтр, его форма искажается. Фильтр нижних частот (ФНЧ) будет искажать главным образом Фронты и срезы, делая их менее крутыми и скругляя углы. ФНЧ оказывает на прямоугольный сигнал такое же Действие, как усилители с недостаточной шириной полосы пропускания. Фильтр верхних частот (ФВЧ), наоборот, искажает плоскую вершину и основание прямоугольного сигнала.

Слайд 4

RC- фильтры
Простейшим среди фильтров является RC-фильтр. Принцип его работы основан на том, что

при изменении частоты реактивное сопротивление конденсатора изменяется обратно пропорционально частоте, а сопротивление резистора остается неизменным.

Слайд 5

На схеме конденсатор соединен последовательно с резистором. При подаче на вход

такого фильтра низкочастотного сигнала реактивное сопротивление конденсатора С будет гораздо больше, чем сопротивление резистора R. В результате падения напряжения Vc на конденсаторе будет большим, а на резисторе
Vr — малым. При подаче на вход этого фильтра высокочастотного сигнала картина будет обратная: Vc будет малым, а Vr — большим.

Слайд 6

Если теперь представить эту схему, как на рис.(б), где падение напряжения

на конденсаторе является выходным, то в выходном сигнале будут преобладать НЧ-составляющие, а высокочастотные будут сильно ослабляться. Другими словами, мы получили фильтр нижних частот. И наоборот, если выходное напряжение снимать с резистора, рисунок (а), то получим фильтр верхних частот. Значения R и С определяют частоту среза фильтра.

Слайд 7

Дифференциатор — это фильтр верхних частот. Если на вход дифференциатора подать

последовательность прямоугольных импульсов, то на выходе будут получаться высокочастотные всплески, или «пики». На рисунке изображен RC-дифференциатор. Конденсатор С беспрепятственно пропускает
ВЧ- составляющие входного сигнала, образующие фронт импульса АВ, а затем начинает заряжаться до 10 В.

Слайд 8

Фильтры низких частот. Если поменять местами R и С, то фильтр будет

вести себя противоположным образом в отношении частоты. Можно показать, что Uвых = [1/1 + ω2R2С2)1/2] Uвх. Такой фильтр называют фильтром низких частот. Точка -3 дБ на характеристике фильтра находится на частоте ƒ = 1/2πRC. Фильтры низких частот находят очень широкое применение. Например, их используют для устранения влияния близлежащих радио - и телевизионных станций (550 кГц - 800 МГц), на работу усилителей звуковых частот и других чувствительных электронных приборов.

Слайд 9

для того чтобы выходной сигнал был небольшим по сравнению с входным,

частота должна быть значительно ниже, чем в точке -3 дБ. В этом легко убедиться. Допустим, что входной сигнал равен Uвх = sinωt. Воспользуемся уравнием:
Uвх = RC d/dt sinωt = ωRCcosωt. Отсюда Uвых « Uвх, если ωRC « 1, т.е. RC « 1/ω. Если входной сигнал содержит некоторый диапазон частот, то условие должно выполняться для самых высоких частот входного диапазона.