Ответы на экзаменационные вопросы № 1-42 по дисциплине "Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи" (Электрическая цепь как модель. Импульсные характеристики и передаточные функции трансверсального и рекурсивного фильтров), страница 6

Частоту среза определяют: , значит . Для определения характеристик фильтра, рассмотрим соотношение: , где Ω – относительная частота.

1. Затухание и фазовая постоянная звена ФНЧ

В полосе пропускания на частотах , Ω>1

,

В полосе задерживания на частотах , Ω<1

,

В полосе пропускания

2. Характеристическое сопротивление

Формулы для определении элементов схемы:

,

20.  Полосно-пропускающий и режекторный фильтры типа К.

ППФ – 4хплюсник, кот. пропускает без затухания эл. колебания с угловыми частотами, лежащими в полосе от ω1 до ω2 и оказывает затухания колебаниям с частотами вне этой полосы.

В последовательной их ветви есть емкость, препятствующая току с низкими частотами, и индуктивность - току с высокими частотами. Емкость и индуктивность парал-ного контура, наоборот, пропускает токи с очень низкими и очень высокими частотами.

Св-ва ПФ: на частотах ниже резонансной Z1 – емкостное, Z2 – индук-тивное (как ФВЧ); на частотах выше резонансной – наоборот (ФНЧ).

Характеристики ПФ:

Z1 и Z2 д.б. взаимообратны. Для ПФ это возможно при:

Отсюда

;

;

РФ – пропускают все частоты ниже ω1 и выше ω2 и вносит затухание на частотах  ω1 < ω < ω2.

21. Влияние потерь в элементах и несогласованности нагрузок на электрические характеристики фильтров.

Практические фильтры вследствие потерь в элементах имеют затухание в полосе пропускания, не равное 0, а в полосе задерживания – меньшее, чем в идеальном фильтре. Обусловливает-ся это в основном потерями в катушках индуктивности. Потери в катушке оценивают ее добротностью:

или коэффициентом потерь: .

Влияние несогласованности на затухание фильтра:

В рабочих условиях затухание фильтра в полосе пропускания не равно 0, а в полосе задерживания может быть меньше собственного затухания , определяемого формулой:

Вычислим рабочие параметры фильтра при :

Отсюда:

В полосе пропускания фильтра , ,  активно. Учитывая, что  и

Т.о. рабочее затухание фильтра в полосе пропускания не равно 0 и изменяется с частотой, поскольку от последней зависят фазовая постоянная b и Zx.

Влияние несогласованности на фазовый сдвиг:

В полосе пропускания фильтра ,

Рабочий фазовый сдвиг  – угол комплексного числа, стоящего под знаком логарифма

Групповое время прохождения:

22. Недостатки фильтров типа К. Звенья фильтров типа m. Построение комбинированных фильтров.

Недостатки фильтров типа К:

1. медленный рост затухания фильтров на частотах полосы задерживания;

2. значительная зависимость их характеристических сопротивлений от частоты, не позволяющая достаточно точно согласовать фильтры с нагрузками на всех частотах полосы пропускания, вследствие чего затухание фильтра на этих частотах возрастает.

Качественными считается фильтр, имеющий активное и независимое от частоты характеристическое сопр-е в полосе пропускания и достаточно постоянное затухание в полосе задерживания. Для этого применяют комбинированные фильтры, содержащие звенья типа m.

Комбинированный фильтр получим цепочечным соединением полузвена типа K с последовательно производным или парал-но-производным полузвеном m. В первом случае фильтр строят по несимметричной схеме П, во 2ом – по несим. Т.

В схеме 1 д.б. согласованы сопр-я  ZTk и ZTm, а во 2 – ZПk и ZПm.

Где Z1 k и Z1m – сопр-я, образующие схему типа m.

Т.к. Z1 и Z1m одного знака, то , m=const

Отсюда

Т.о. согласование характеристич. сопр-й возможно только при m≤1.

Для схемы 2: если  , m=const

23. Расчет элементов полузвеньев типа m.

Последовательно-производное фильтр строят по несимметричной схеме П(1). Параллельно-производное - по несимметричной схеме Т(2). В месте соединения полузвеньев необходимо согласовать их характеристические сопротивления. В схеме 1 д.б. согласованы сопр-я  ZTk и ZTm, а во 2 – ZПk и ZПm.

Где Z1 k и Z1m – сопр-я, образующие схему типа m.

Т.к. Z1 и Z1m одного знака, то , m=const