Классификация фильтров

Звено фильтра в общем случае содержит последовательно и параллельно включенные элементы.

Последовательно с потребителем включаются элементы, ко­торые обладают большим сопротивлением для переменной состав­ляющей и малым сопротивлением для постоянной составляющей тока, а параллельно потребителю включаются элементы, имею­щие, наоборот, малое сопротивление для переменной составляющей тока и большое - для постоянной.

В качестве последовательных элементов фильтра применяются индуктивности, активные сопротивления, параллельные резо­нансные контуры, а также транзисторы.

Параллельными элементами фильтра служат емкости и после­довательные резонансные контуры.

Звено фильтра, содержащее один последовательный элемент (Z₁) и один параллельный (Z₂), называется Г-образным;

звено фильтра, содержащее два параллельных элемента (Z₀) и (Z₂) и включенный между ними последовательный элемент (Z₁), называется П-образным (рис 12).

Рисунок 12- Г-образный и П-образный фильтры

Если одно звено недостаточно сглаживает пульсации или для получения требуемого коэффициента сглаживания элементы фильт­ра должны быть слишком громоздкими, применяется последова­тельное соединение нескольких звеньев. Многозвенные фильтры составляют из одинаковых или разных звеньев.

Таким образом, фильтры классифицируют по следующим признакам:

по количеству звеньев: однозвенные фильтры; двух-, трех- и многозвенные фильтры;

по схеме построения звена: Г-образные фильтры; П-образные фильтры;

3) по типу применяемых элементов: индуктивно-емкостные,
реостатно-емкостные, резонансные и транзисторные. Кроме того, используются компенсационные фильтры. Их принцип действия основан на том, что в схему вводится перемен­ное напряжение (с частотой пульсаций), почти равное по величи­не и противоположное по фазе переменной составляющей выпрям­ленного напряжения, так что происходит компенсация пульса­ций.

Требования к фильтрам

При выборе и расчете элементов фильт­ра следует учитывать, что фильтр не только сглаживает пульса­ции, но оказывает влияние на работу выпрямителя и потребителя. От характера реакции первого элемента фильтра (индуктивный или емкостный) зависит режим работы вентиля и трансформатора и внешняя характеристика выпрямителя. Элементы фильтра вып­рямителя, питающего усилители низкой частоты, входят в цепи звуковой частоты и могут вносить частотные искажения. Переход­ные процессы в фильтре могут искажать форму кривой сигнала.

При питании всех каскадов усилителя от общего выпрямителя фильтр влияет на устойчивость усилителя (возможно возникнове­ние генерации на низкой частоте из-за паразитной связи через ис­точник питания.

Поэтому фильтр рассчитывается как из условий требуемого сгла­живания пульсаций, так и из условий внесения минимальных искажений в работу потребителя.

Основные требования к фильтрам заключаются в следующем:

1) фильтр должен иметь коэффициент сглаживания, обеспечивающий нормальную работу потребителя:

где є₀ — коэффициент пульсаций, определяемый при расчете вып­рямителя, зависит от схемы выпрямления и характера первого элемента фильтра, а є _доп— допустимый коэффициент пульсаций напряжения, подводимого к потреби­телю;

2) падение напряжения, созданное постоянной составляющей тока на фильтре, должно быть минимальным;

3) фильтр не должен вносить искажений в рабо­ту потребителя;

4) детали фильтра дол­жны быть надежными в эк­сплуатации и иметь запас электрической прочности;

5) вес и размеры дета­лей фильтра должны быть минимальными.

Минимизация сводится к минимизации суммарной ёмкости и индуктивности.