Mavzu: O’zgaruvchan tokni to’g’irlash zanjirlari reja: I kirish. II asosiy qism

Integrallovchi qurilma. OK asosidagi sodda integrallovchi qurilma sxemasi
4-rasmda keltirilgan. Ushbu sxema inverslaydigan kuchaytirgich hisoblanadi, uning ТА zanjiriga kondensator С ulangan.

4-rasm. Integrallovchi qurilma sxemasi.
U ' = U " = 0. = C ( / dt); C = - . Bundan dt.
Shunday qilib, OK kiruvchi signal fazasini chiqishda burchakka o’zgartiradi, chiqish kuchlanishi esa kirish kuchlanishining vaqt bo'yicha integralini 1 / = 1 / RC koeffitsientga ko’paytirilganiga teng. Kirishga davomiylikdagi to’g’ri burchakli impulslar ketma-ketligi berilganda chiqish kuchlanishining diagrammasi 5-rasmda keltirilgan.[2]

5-rasm. Integrallovchi qurilma chiqishdagi kuchlanishning vaqt diagrammasi.
Aktiv filtrlar. Elektronikada ko’p hollarda qurilma kirishiga berilayotgan axborot va parazit signallar majmuidan berilgan chastotadagi signalni ajratib olish talab qilinadi. Bu maqsadda turli chastota — tanlov sxemalar ishlatiladi va ular filtrlar deb ataladi.
Filtrlar so’ndirmasdan o’tkazayotgan tebranishlar chastotasi, flltrlaming o’tkazish polosasi (shaffoflik polosasi) ni hosil qiladi. O’tkazish polosasi filtrning asosiy parametri hisoblanadi. Kuchaytirgichlardagi kabi, ular K(f) uzatish koeffitsientini marta (3 dB ga) pasayish darajasi bilan aniqlanadi. Filtr so’ndirayotgan tebranishlar chastotasi shaffofinaslik polosasini tashkil etadi. O’tkazish polosasini shaffof emaslik polosasidan ajratuvchi chastota, chegaraviy chastota yoki kesish chastotasi deb ataladi.
Chastotalar polosasida o’tkazish polosasining joylashishiga qarab filtrlar quyidagi turlarga ajratiladi:
— past chastota filtrlari — noldan gacha bo’lgan oraliqdagi tebranishlarni o’tkazadi va yuqori chastotali tebranishlarni so’ndiradi;
— yuqori chastota filtrlari- dan yuqori bo’lgan tebranishlar chastotasini o’tkazadi va undan past tebranishlarni so’ndiradi;
— polosa filtrlari dan gacha bo’lgan oraliqdagi tebranishlar chastotasini
O’tkazadi va bu polosadan tashqaridagi tebranishlarni so’ndiradi;
— rejektorli (chegaralovchi) fillrlar — dan gacha bo’lgan tor oraliqdagi tebranishlar chastotasini o’tkazmaydi. Sanab o’tilgan filtrlarning LAChXlari 6-rasmda keltirilgan. Ixtiyoriy filtr asosini elektron qurilma passiv qismini tashkil etuvchi RC — yoki LC — zanjirlar, ya’ni passiv filrlar tashkil etadi. Aynan passiv filtr butun spektrdan berilgan chastotadagi signallarni ajratib oladi, elektron qurilmaning boshqa qismlari esa bu signalni kuchaytirish yoki generatsiyalash bo’yicha analog amalni bajaradi.

6-rasm. Past chastota (a), yuqori chastota (b), polosa (d) va rejektorli (d) filtirlar LACHXlari.
Past chastotali sodda filtr (PC hF) bir bosqichli RC — zanjirdan tashkil topadi (6-rasm). Demak, filtr LAChXsi kuchaytirish koeffitsienti Kv ni uzatish koeffitsienti K(f) ga alm ashtirilgan kuchaytirgich kaskadi LAChXsiga o'xshaydi (7-rasm). Bir bosqichli RC — zanjiri birinchi darajali filtr deb aialadi. U 20 dB/dek tezlikdagi LAChX pasayishi bilan ifodalanadi. Bundan yuqori pasayish tezligiga ega bo’lgan filtr hosil qilish uchun bir necha RC — zanjirlar ketma-ket ulanadi. Ikki bosqichli filtrda (ikkinchi darajali filtr) LAChX pasayish tezligi 40 dB /dek, uch bosqichli filtrda (uchinchi darajali filtr) esa — 60 dB/dek. Har bir filtr darajasiga bitta kondensator to’g’ri keladi. Ammo, ko’p bosqichli passiv filtrlarda signallar yo’qotilishi ko’p bo’lganligi tufayli ularning qo’llanilishi cheklangan. Bundan tashqari, passiv filtrlar katta massa va o’lchamlarga ega, ayniqsa past chastotali sohalarda ishlaganda.[8]

7-rasm. Aktiv RC (a) va polosa filtra (b) sxemasi.
Aktiv filtrlar yoki tanlovchi kuchaytirgichlar ham passiv (asosan rezistorlar va kondensatorlar), ham aktiv (odatda OKlar) elementlardan tashkil topadi. Aktiv filtrlar, passiv filtrlardan farqli ravishda, foydali signalni kuchaytiradilar, kichik massa va hajmga egadirlar, integral texnologiya usullari asosida yasaladi, kaskadlar ulanishlarida ham sozlanishi qulay. Aktiv filtrlar kamchiliklarga ham ega: manbadan energiya iste’mol qiladi va o’nlab MGsdan yuqori chastotalarda (OK ning chegaraviy chastotasi bilan aniqlanadigan) ishlatib bo’lmaydi.
Inverslaydigan OK asosidagi ikkinchi darajali aktiv RC — past chastota filtri prinsipial sxemasi 7, a-rasmda tasvirlangan. Kirishga sinusoidal signal berilganda filtrning uzatish koeffitsientini aniqlaymiz. Sxemaning barcha elem entlari chiziqli bo’lgani, tok va kuchlanishlar sinusoida bo’yicha o’zgargani sababli, barcha tok va kuchlanishlarni kompleks son ko’rinishida ifodalaymiz.
OKni ideal deb hisoblab ( ), Kirxgofning birinchi qonuniga binoan inverslaydigan kirish uchun hosil qilamiz.
Bu yerda
, , j
j ekanligini hisobga olgan holda, sxemaning uzatish koeffitsienti

bo'ladi. Bu yerda Filtrning darajasi mazkur ifodadagi maksimal p darajasi bilan aniqlanadi. Bunday filtrlarni tuzishda odatda tanlanadi. U holda yuqoridagi ifoda quyidagicha yoziladi:

8-rasm. Ikkinchi darajali PChF LAChXsi.

bu yerda: = RC. Ushbu qurilmada x qiymatini o’zgartirib, uning o’tkazish polosasi kengligini o’zgartirish mumkin. Bunda o’tkazish polosasida uzatish koeffitsienti o’zgarmas va ga teng bo’ladi (8 - rasm), chunki sig'imlar qarshiligi katta va ular PChF ishiga ta’sir ko’rsatmaydilar. [4]
Filtrning o’tkazish polosasi bo’lib, . Chastota kesish chastotasi deb ataladi. Chastota qiymati dan katta bo'lganda kirish signalining bir qismi kichik sig’imli ; kondensator qarshiligi bilan shuntlanadi. Juda katta chastotalarda (f 10 signallar minimal sig’imli kondensator qarshiligi bilan butkul shuntlanib OK chiqishiga o’tmaydilar.
Aktiv polosa filtrining sodda sxemasi 7 b-rasm da keltirilgan. Kirish zanjiri kompleks qarshiligi (impedansi)ni , TA zanjiri impedansini esa orqali ifodalaymiz. Natijada, yuqorida keltirilgan rasmda inverslaydigan kuchaytirgichga o’xshash polosa filtri sxemasiga ega bo’lamiz. Ammo, kirish zanjiri ham, ketma-ket manfiy TA zanjiri ham chastotaga bog’liq. U holda (asosan filtrning kompleks kuchaytirish koeffitsienti)

ga teng bo’ladi. Bundan uzatish koeffitsienti

Polosa filtri LAChXsi 6 d-rasmda keltirilgan. Kesish chastotasi bolganda TA koeffitsienti ae = 0, kesish chastotasidan farqli chastotalarda esa nisbatdan kelib chiqadi-ki, ae = 1 bo‘lganda aktiv filtr uchun . Kesish chastotasiga yaqinlashgan sari signal uzatish koeffitsienti kamayadi, bu esa manfiy TAni susayishiga olib keladi, ya’ni ae natijada filtr ortadi. Katta kuchaytirish koeffitsienti hisobiga u chastota — tanlovchi kuchaytirgich deb ataladi.[2]