Электрические фильтры. Фильтры нижних и верхних частот. Подосопропускающие фильтры. Режекторные фильтры

выходным сопротивлениями, что устраняет нежелательное воздействие фильтров друг на друга), имеют коэффициент передачи с двумя полюсами и обеспечивают крутизну спада в переходной области, равную 12 дБ/окт.

Для фильтра с N-полюсами (или фильтра N-го порядка) у коэффициента передачи в переходной области крутизна спада увеличивается в N раз и составляет N 6 дБ/окт. При этом, как правило, число полюсов соответствует числу примененных в фильтре реактивных элементов: конденсаторов или катушек индуктивности.

Приведенные на рис. 3.25 и 3.26 амплитудно-частотные характеристики фильтров идеализированы и в какой-то мере справедливы лишь для фильтров первого порядка. В фильтрах более высоких порядков амплитудно-частотные характеристики в полосе пропускания могут иметь существенные неравномерности (обычно в виде колебаний, осцилляции), что необходимо учитывать при фильтрации сигналов со сложным спектром. Помимо этого необходимо учитывать и фазово-частотные характеристики фильтров, ибо их нелинейность приводит к различному времени запаздывания составляющих разных частот в сигнале и, как следствие, — к искажению формы сигнала.

Поэтому для каждого конкретного случая фильтрации имеется свой наиболее подходящий фильтр, позволяющий максимально эффективно избавиться от помех («отфильтровать» их) при минимальных искажениях формы или спектра полезного сигнала, т. е. фильтр должен быть не просто фильтром нижних или верхних частот, полосовым или режекторным, но и иметь заданную амплитудно-фазовую характеристику, определяемую параметрами подлежащего фильтрации сигнала.

Таким образом, речь идет о синтезе фильтров с заданными свойствами, задаче весьма сложной, не всегда однозначной, имеющей в общем случае множество решений.

Однако, к счастью, для большинства наиболее важных на практике случаев амплитудно-фазовая характеристика фильтра может быть выбрана из почти стандартного набора, состоящего в первую очередь из фильтров Баттерворта (обеспечивающих наиболее плоскую амплитудно-частотную характеристику в полосе пропускания); Чебышева (имеющих наибольшую крутизну спада в переходной области); Бесселя (обладающих практически линейной фазово-частотной характеристикой в полосе пропускания); эллиптических (имеющих очень крутой спад амплитудно-частотной характеристики  на переходном участке, но имеющих также весьма большие неравномерности как в полосе пропускании, так и в полосе подавления); параболических (обеспечивающих минимальные