ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР электрич.
устройство, в к-ром из спектра поданных на его вход электрич. колебаний
выделяются (пропускаются на выход) составляющие, расположенные в заданной
области частот, и не пропускаются все остальные составляющие. Э. ф. используются
в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики,
телемеханики, радиоизмерит. техники и т. д.- везде, где передаются электрич.
сигналы при наличии др. (мешающих) сигналов и шумов, отличающихся от первых
по частотному составу; они применяются также в выпрямителях тока для
сглаживания
пульсаций выпрямленного тока. Область частот, в к-рой лежат составляющие,
пропускаемые (задерживаемые) Э. ф., наз. полосой пропускания (полосой задерживани
я). Фильтрующие свойства Э. ф. количественно определяются относит, величиной
вносимого им затухания в составляющие спектра электрич. колебаний: чем
больше различие затуханий в полосе задерживания и полосе пропускания, тем
сильнее выражены его фильтрующие свойства. По виду кривой зависимости затухания
от частоты (по взаимному расположению полос пропускания и задерживания)
различают Э. ф.: нижних частот (ФНЧ), пропускающие колебания с частотами
не выше нек-рой граничной
f_{и задерживающие колебания
с частотами выше f(ФВЧ), в к-рых, наоборот,
пропускаются колебания с частотами выше нек-рой fи
подавляются колебания ниже этой границы; полосно-пропускающие (ППФ), или
полосовые, выделяющие колебания только в конечном интервале частот от fдо fполосно-задерживающие (ПЗФ), иначе режекторные
фильтры, обратные ППФ по своим частотным характеристикам.}

Конструкция Э. ф., технология их изготовления,
а также принцип действия определяются прежде всего рабочим диапазоном частот
и требуемым видом частотной характеристики. В диапазоне от единиц кгц
до
десятков Мгц (в отд. случаях - до единиц
Ггц)
получили распространение
LC-фильтры (рис. 1, а, в, г), содержащие дискретные элементы - катушки
индуктивности и электрич. конденсаторы; в диапазоне от долей гц до
сотен кгц наиболее часто используют пассивные или активные КС-фильтры
(рис. 1, б), выполненные на основе резисторов и конденсаторов (активный,
кроме того, содержит усилитель электрических колебаний). Действие
LC- и КС-фильтров основано на использовании зависимости сопротивления
реактивного (ёмкостного и индуктивного) от частоты переменного тока.
Для фильтрации сигналов, частота к-рых составляет доли гц, служат
электротепловые фильтры (ЭТФ), конструктивно представляющие собой стержень
с источником тепла и термоэлектрич. преобразователем; введение в ЭТФ усилителей
с обратной связью позволяет реализовать электротепловые ФВЧ и ППФ.
Известны также электромеханич. фильтры, выполненные на основе дисковых,
цилиндрич., пластинчатых, гантельных и камертонных резонаторов.
В
таких Э. ф. используется явление механич.
резонанса;
применяются
в диапазоне от неск. кгц до 1 Мгц.
Высокими фильтрующими
свойствами обладают пьезоэлектрич. ППФ и ПЗФ, материалом для изготовления
к-рых служит пьезокварц или пьезоэлектрическая керамика
(см.
также Пьезоэлектричество). Таковы, напр., пьезокварцевые фильтры
на дискретных элементах - кварцевых резонаторах в сочетании с катушками
индуктивности и конденсаторами ; монолитные многорезонаторные пьезокварцевые
фильтры. Связь между резонаторами в последних осуществляется посредством
акустич. волн - объёмных (для фильтров, применяемых в диапазоне частот
от неск. Мгц до десятков Мгц) либо поверхностных (в диапазоне
от неск. Мгц до 1-2 Ггц). Особую группу Э. ф. составляют
цифровые фильтры (рис. 2), часто выполняемые на интегральных схемах.
В
сверхвысоких
частот технике Э. ф. реализуют на основе отрезков линий передачи (коаксиальных
кабелей, полосковых линий, металлич.
радиоволноводов
и др.),
являющихся по существу распределёнными колебательными системами.
В
диапазоне 100 Мгц - 10 Ггц применяют гребенчатые, шпилечные,
встречно-стержневые, ступенчатые и др. Э. ф. из полосковых резонаторов
(рис. 3). В диапазоне от неск. Ггц до неск. десятков Ггц распространены
волноводные Э. ф., представляющие собой волноводную секцию с повышенной
критич. частотой (вол-новодный ФВЧ), либо секцию, содержащую резонансные
диафрагмы или объёмные резонаторы (волноводный ППФ). Лит.: Белецкий
А. Ф., Теоретические основы электропроводной связи, ч. 3, М., 1959; его
же, Основы теории линейных электрических цепей, М., 1967; Знаменский А.
Е., Теплюк И. Н., Активные RC-фильтры, М., 1970; Алексеев Л. В., Знаменский
А. Е., Л о т к о в а Е. Д., Электрические фильтры метрового и дециметрового
диапазонов, М., 1976.

А. Е. Знаменский.