Фильтры

В современной схемотехнике для селективной обработки сигналов широкое распространение нашли активные RС-фнльтры. Существует четыре типа фильтров: фильтры нижних и верхних ча­стот, полосовые и заграждающие (режекторные) фильтры. Фильтры нижних частот (ФНЧ) пропускают сигналы от постоянного тока до определенной частоты среза. Фильтры верхних частот (ФВЧ) про­пускают сигналы от определенной частоты среза до «бесконечно­сти». Верхняя частота этих фильтров определяется предельной ча­стотой работы активных элементов и паразитными емкостями. По­лосовые фильтры (ПФ) пропускают сигналы только в определен­ной полосе частот. Режекторные фильтры (РФ) предназначены для подавления сигнала в определенной полосе частот при приеме ши­рокополосных сигналов.

Задача построения частотно-избирательных схем с высокой доб­ротностью на ЯС-элементах при обеспечении малой чувствительно­сти к изменению параметров рассматривалась многими авторами. Различные способы повышения добротности с применением актив­ных цепей, рассмотренные в литературе, позволяют достичь неогра­ниченного значения добротности, однако чувствительность к изме­нению параметров схемы становится существенной. Подобные схемы обладают малым запасом устойчивости. При разработке фильтров необходимо большое внимание уделять выбору номиналов элемен­тов фазосдвигающих цепей. Не рекомендуется применять конденса­торы с емкостями меньше 200 пФ. В этом случае на паразитные емкости можно не обращать внимание. Для фильтров на инфраниз-ких частотах следует применять конденсаторы с малым ТКЕ.

Промышленностью освоен выпуск интегральных микросхем се­рии К214, которые предназначены для фильтрации низкочастотных сигналов. Фильтр верхних частот К214ФВ1 имеет частоту среза 200 Гц, а в диапазоне частот от 20 Гц до 120 Гц ослабляет сигнал более чем на 41 дБ. Фильтр нижних частот К214ФН1 имеет частоту среза 560 Гц и ослабляет сигнал на 31 дБ для частот выше 800 Гц а сигналы с частотами выше 1150 Гц ослабляются на 81 дБ Ко­эффициент усиления этих микросхем в полосе пропускания нахо­дится в пределах 0,9 — 1,0. Входной сигнал может достигать 2 В Напряжение шума, приведенное ко входу, менее 200 мкВ Сопро­тивление нагрузки должно быть не менее 30 кОм. Серийно выпу­скаемые интегральные микросхемы фильтров имеют ограниченную номенклатуру и не всегда доступны. В то же время для решения различных задач по селекции при создании нестандартной аппара­туры применяют фильтры с большим разнообразием форм АЧХ Для разработки новых фильтров требуется, как правило лишь ме­тодика расчета фазосдвигающих цепей и принцип включения актив­ного элемента. Схемы включения ОУ, которые применяются в фильтрах, показаны в гл. 1.