Электр фильтрлари классификацияси. Режа

Электр фильтрлари классификацияси.
Режа:

1. 
   Электр фильтрлари хакида умумий маълумотлар. Уларнинг асосий параметирлари.
   
2. 
   Паст частотали фильтрлар.
   
3. 
   Юкори частотали фильтрлар.
   
4. 
   Полосали фильтрлар.
   
5. 
   Тусувчи фильтрлар.
   
6. 
   Пьезоэлектрик фильтрлар.
   
7. 
   Элетромеханик фильтрлар.
   

Таянч суз ва иборалар.
Амплитуда характеристкаси, частота характеристкаси, киркиш частотаси, пьезоэффект, кварц, резонатор, RC- занжирли актив фильтрлар.
Электр фильтрлари муракаб сигналлари орасида маълум частоталар оралигига эга булган сигналларини ажратиб олиш, белгиланган частоталар оралигидаги сигналларни бартараф килиш ва шунга ухшаш вазифаларни бажаради.
Электр фильтрлари тузилишига кура турт хил булади:

1. 
   Паст частотали фильтрлар
   
2. 
   Юкори частотали фильтрлар
   
3. 
   Полосали фильтрлар
   
4. 
   тусувчи фильтрлар
   

Паст частотали фильтрлар. Бундай фильтрнинг кириш кисмига паст частотали сигнал берилганда R₁, L₁, R₂, L₂ ва хакозолардан иборат кетма кет уланган занжирнинг унга каршилиги айтарли катта булмайди. Хар бир тармокга уланган С₁, С₂, С₃, ва хоказолар конденсаторларнинг каршилиги катта булади.
Каршилиги катта булгани учун фильтрдан утувчи паст частоталар унчалик катта каршиликка учрамайди. Сиганл частотаси орта бориши билан R₁, L₁, R₂, L₂ ларнинг каршилиги купая бошлайди С₁, С₂, С₃ конденсаторларнинг каршилиги эса камая бошлаб сигнални шунтлай бошлайди. Шу сабабли юкори частотали сигналлар учун занжирнинг каршилиги катта булади. Бир звеноли фильтрнинг кириш частотаси булади.
Кейинги пайтларда радиоэлектрон аппаратларнинг ихчамлаштирилиши туфайли LC фильтрлар урнида RC фильтрлар кенг кулланилмокда.
Юкори частотали фильтрлар. Фильтрнинг кириш кисмига мураккаб сигнал берилганда С₁, С₂, С₃ элементлар унинг паст частотали ташкил этувчисига катта каршилик курсатадилар. R₁, L₁, R₂, L_{2 ,} R₃, L₃ элементлар каршилиги кам булиб, сигнални шунтлайдилар. Юкори частотали сигналлар С₁, С₂, С₃ дан утишда унчалик катта каршиликка учрамайди. R₁, L₁, R₂, L_{2 ,} R₃, L₃ лар уланган тармокларнинг юкори частоталарга курсатган каршилиги катта булганлигидан сигнал шунтланмайди.
Каршилик ва сигимдан юкори частотали фильтрлар хам кенг кулланилади.
Полосали фильтрлар. Богланган контурлардан иборат булиб, аник бир частотага созланган фильтр полосали фильтр деб юритилади. Бундай фильтрнинг частота характеристикасида утказиш ва тусиш полосаси узаро кескин ажралган булиши учун богланган контурларнинг мураккаброк схемасидан фойдаланилади.
Контурлардан бири занжирларга кетма - кет уланса, иккинчиси параллел уланади. Фильтрнинг ишлаш принципини куриб чикайлик фильтр кириш кисмига паст частотали сигнал берилганда кетма кет уланганда C₁, R₁, L₁, C₃, R₃, L₃, лар каршилиги катта булганлиги туфайли ва R₂, L₂, R₄, L₄ лар каршилиги кичик булганлиги туфайли ва R₂, L₂, R₄, L₄ лар шунтловчи таъсир курсатганлигидан фильтрнинг чикиш кисмида паст частотали сигналнинг амплитудаси жуда кичик булади.
Фильтр кириш кисмига юкори частотали сигнал берилганда С₁, С₃ лар катта каршилик курсатмай, унга кетма кет уланган R₁, L₁, R₃, L₃ лар катта каршилик курсатади. С2, С4 лар эса шунтловчи таъсир курсатади. Натижада юкори частотали сигнал амплитудаси фильтрнинг чикиш кисмида жуда кичик
кийматга эга булади.
Тусувчи фильтрлар. Баъзи холларда радиоэлектрон курилмаларига маълум бир частотага эга булган сигнални утказмаслик зарур булади. Бу вазифани бажарувчи фильтр тусувчи фильтр деб аталади.
Фильтр кириш кисмига паст частотали сигнал берилса, у R₁, L₁, R₃, L₃ оркали бемалол ута олади. С2, С4 лар сигналнинг шунтланишига йул куймайди. Фильтрга юкори частотали сигналлар берилган холда сигнал С1, С3 лар оркали Фильтрнинг чикиш кисмига утади. L₂, R₂, L₄, R₄ лар шунтланишига йул куймайди. Бундан ташкари фильтрнинг кириш кисмига контур резонанс частотасига тенг ёки унга якин булган частотали сигнал берилса L₁, R₁,C₁ ва R₃, L₃ C₃ дан иборат контурларда токлар резонанси L₂, R₂,C₂ ва L₄, R₄,C₄ дан иборат контурларда кучланишлар резонанси кузатилади. Натижада L₁, R₁,C₁ ва L₃, R₃,C₃ контурларнинг каршилиги кескин ортиб, L₂, R₂,C₂ ва L₄, R₄,C₄ контурларнинг каршилиги камаяди.
Натижада шу полосага тугри келган сигнлларниг амплитудаси фильтрнинг чикиш кисмига борган сари кичиклашиб боради. Фильтрдаги звенолар сони ортган сари фильтрнинг частота характеристикаси идеал холатга якинлашиб боради. Электр фильтрларининг бундан ташкари яна тури бор. Бу фильтрларга пезоэлектрик фильтрлар, электромеханик фильтрлар, RC – занжирли актив фильтрлар киради. Фильтрлар таркибига кирган элементларига кура:
Пезоэлектрик фильтрлар. Бизга физика фанидан маълумки, баъзи бир кристаллар электрик майндонига куйлганда, улар механик дифарцияга учрайди. Кристаллни пластина шаклида киркиб, уни узгарувчан электр майдонига жойлаштирилса, у гох сикилиб, гох кенгайиб тебранма харакатга келади. Бу ходиса пезоэлектрик эффект деб аталади. Пизоээлектрик эффектга эга булган кристалларга кварц, сегнет тузи, титанат барий, необат
литий ва шунга ухшаш кристаллар киради. Кварц кристалидан ясалган пластина доира ва турт бурчак шаклида Х ёки Y кристоллографик укларга нисбатан перпендикуляр холда киркиб, унинг 2 томони ток утказадиган модда билан копланади. Сунг у бирор пластмасса кобик ишга жойлаштирилиб, ток утказадиган сохаларидан металл утгазгич чикарилади. Бу система кварц резонатори деб юритилади.
Кварц резонаторлари ташки мухит харорати узгариши билан уз резонанс частотасини деярли узгартирмайди. Шу сабабли кварц резонаторлари ёрдамида частота утказиш полосаси кичик булган фильтрлани тузиш мумкин. Резонаторда асосий резонанс частотали тебранишлардан ташкари унинг 1,3,5 гармоникларга тенг булган тебранишларни хосил килиш мумкин. Шу сабабли фильтрнинг резонаторнинг асосий частотасидан ташкари унинг гармоникаларига тугри келадиган частоталарга хам мослаш мумкин.
Пезоэлектрик резонаторлар иштирокида ясалган фильтрлар «нарвон» ва «куприк» схемаларида курилади. Нарвон схемасида буйлама ва кундаланг шахобчаларда элементлар резонаторлар билан алмаштирилади ва кушимча сигимлар уланади. Бунда хосил булган фильтрнинг частота утказиш полосаси жуда кичик булади. Частота утказиш полосаси кенг булган хосил килиш учун куприк схемасидан фойдаланилади ва фильтрга кушимча индуктивликлар уланади.
Электромеханник фильтрлар. Бундай фильтрнинг пъезоэлектрик фильтрлардан фарки шундаки, резонатор элементлари факат механик куринишда булмасдан балки улар орасидаги алока хам механик равишда амалга оширилади. Электромеханник фильтрнинг блок схемаси 6 расмда курсатилган.
Киришдаги узгартиргич электр тебранишдарини механик тебранишларга яъни ток ва кучланишни тезлик - V_m ва куч F_m га айлантириб беради. Механик тебранишлар узгартгичдан сунг фильтирнинг механик кисмига узатилади. У резонаторлар ва улар – F нинг богловчи элементлардан ташкил топган фильтрланган механик тебранишлар охирги блокда яна электр тебранишларга айлантирилади.
Электормеханик фильтрлар. Занжирли тузилишга эга булиб, нарвон шаклидаги электр эквивалент схемасига эга булади.
RC – занжирлар актив фильтрлар.
Микроэлектроника асосидаги радиоэлектроан курилмаларида ишлатиладиган фильтрларнинг улчамлари кичик булиши талаб килинади. Шунинг учун бу ерда улчами катта булган галтакли пассив LC – занжирни ишлатиб булмайди.
Бу фильтрда 1 каршилик, 1 сигим ва операцион кучайтиргич мавжуд.
Бу фильтрда каршилик ва сигимнинг урни алмаштирилса, паст частотали фильтр юкори частоталига айланади. Бу фильтр параметрлари jw нинг биринчи даражасига пропоцианал булганлигидан 1 тартибли фильтр деб аталади.
Фильтрнинг асосий параметрларидан бири A=F(W) яъни, сигнал амплитудасининг частотага боглик графигидир.
Лекин купинча амплитуда урнига частота утказиш коэффицентининг частотага богликлигини олиб курилади.
Фильтрнинг частота утказиш полосаси дейилганда утказиш коэффициенти маълум бир белгиланган Кu (jw)
кийматдан катта булган частоталарни уз ичига олган оралик тушунилади. Фильтрнинг частотани тусиш полосаси дейилганда, фильтрнинг утказиш коэффициенти маълум бир белгиланган кийматдан кичик булган частоталарни уз ичига олган оралик тушунилади. Идеал фильтрларда утказувчи полосада Кu (jw) = 1,тусувчи полосада эса Кu (jw) = 0 булиши керак. Утказувчи полоса ва тусувчи полосаларни узаро ажратувчи частота киркиш частотаси дейилади.
Реал фильтрларда 0Хозирги замон радиоэлектрон фильтрлари пассив ва актив элементдан иборат булади. Пассив фильтрларда R₁ L₁ C пассив элементлар булади. Актив фильтрлар таркибида R₁ L₁ C лардан ташкари актив элементлар транзисторлар, интеграл микросхемаларга кучайтиргичлар ёки махсус асбоблар булади. Радиоэлектрон курилмаларда асосан паст частотали ПЧФ, юкори частотали ЮЧФ, полосали ПФ, ва тусувчи фильтрлар ТФ кулланилади.


Адабиётлар:

1. Н.Турдиев Радиоэлектроника асослари Т.1992й.

2. Ю.Ф.Колонтаевский Радиоэлектроника М.1988й.
1. Ю.А.Ганин, Э.М.Тухтасинов Радиотехника
2. В.Т.Поляков Посвящение в радиоэлектронику М.1988й.