Онлайн расчёт многозвенных LC - фильтров
Калькулятор ФНЧ и ФВЧ LC - фильтров 3-го, 5-го и 7-го порядков
Одиночный LC-фильтр, как ни бейся, не может обеспечить достаточного подавления сигналов вне заданного диапазона частот, поэтому для
формирования более крутой переходной области обычно используют многозвенные LC - фильтры.
Причём фильтры чётных порядков при равенстве сопротивлений источника и нагрузки вообще теряют актуальность, ведь добавлением всего
одного конденсатора они превращаются в фильтр более высокого порядка.
В низкочастотной схемотехнике LC-фильтры фильтры решительно теряют позиции в пользу активных фильтров высоких порядков, за исключением,
пожалуй, сглаживающих фильтров источников питания, LC-фильтров акустических систем, да изредка НЧ фильтров приёмников прямого
преобразования.
Зато на непаханых полях радиочастотных диапазонов свободного пространства хоть отбавляй. Вот где раздолье радио-пахарю!
По левую руку – входные фильтры приёмников и трансиверов, по правую – фильтры выходных каскадов передатчиков, посередине ...
А что, собственно говоря, посередине?
Да всё, что угодно, поля-то – непаханые.
Описания свободных и вынужденных колебаний в электрических цепях, и иже с ними дисперсионные и характеристические уравнения
систем различных аппроксимаций оставим бедолагам студентам, а сами играючи воспользуемся
таблицами элементов LC фильтров-прототипов, приведённых в справочнике по расчёту фильтров Г. Ханзела.
Как правило, с точки зрения минимизации количества катушек индуктивности, в многозвенных фильтрах используют П-образную
схему для ФНЧ и Т-образную для ФВЧ.
На Рис.1 приведены схемы подобных фильтров нижних и верхних частот 3-го, 5-го и 7-го порядков.
Рис.1 LC - фильтры нижних и верхних частот 3-го, 5-го и 7-го порядков
Расчёт поведём доверившись многочленам Пафнутия Львовича нашего Чебышёва.
Почему на сей раз Чебышева, а не вездесущего Баттерворта?
Ответ не сложен – в погоне за максимальным наклоном переходного участка, в жертву некоторой неравномерности АЧХ фильтра в полосе пропускания.
При одном и том же числе элементов схемы у фильтров Чебышева крутизна характеристики ослабления в полосе задерживания
значительно больше, чем у фильтров Баттерворта и может составлять величину 8,5дб на октаву (против менее 6 дБ/окт) на каждый порядок
фильтра.
Значение же неравномерности в полосе пропускания можно ограничивать, выбирая коэффициенты из таблицы фильтра - прототипа. Я посчитал, что
неравномерность 0,28дБ окажется вполне приемлемой.
Ну и хватит, переходим к онлайн калькулятору.
Расчёт многозвенных фильтров верхних и нижних частот
И как обычно не забываем – многозвенные полосовые LC-фильтры получаются каскадным соединением ФНЧ и ФВЧ, тем более что
они отлично друг с другом согласуются.
Ну а если полученный спад амплитудной характеристики не кажется слишком крутым, то нам прямая дорога к эллиптическим фильтрам,
которые мы и посчитаем на следующей странице.
|
