Транзисторные сглаживающие фильтры

Принцип действия транзисторного сглаживания фильтра рас­смотрим на примере схемы, изображенной на рисунке 10.4, а). На вход фильтра подается напряжение, имеющее постоянную и перемен­енную составляющие. Посто­янная составляющая через транзистор VТ поступает в нагрузку Rн.

а) б)

Рисунок 10.4 – Транзисторный сглаживающий фильтр а) и зависимость тока коллектора от напряжения коллек­тора б)

Коэффициент передачи фильтра оп­ределяется потерями в тран­зисторе VТ. Сопротивление резистора R выбирается та­ким, чтобы на нем выделя­лась подавляющая часть на­пряжения переменной со­ставляющей по сравнению с на­пряжением на конденса­торе С. Ток базы i_б транзи­стора VТ прак­тически не содержит переменной составляющей. Если при этом выбрать рабочую точку А транзистора на пологой части харак­теристики зависимости тока коллектора от напряжения коллек­тора (рис. 10.4,6), то ток коллектора практиче­ски также не будет содержать переменной составляющей. Переменная составляющая входного напряжения вы­делится на переходе эмиттер — коллек­тор транзистора VТ, следовательно, в этом устройстве транзистор VТ вы­полняет функции катушки индуктивности в ранее рассмот­ренных, схемах фильтров. Коэффициент фильтрации фильтра (рис. 10.4,а) определяется соотношением

где Хс=1/m2π/С; r_k и r_б — сопротивления коллектора и базы транзистора.

Транзисторные фильтры не содержат катушек индук­тивности, что позволяет значительно улучшить массогабаритные характеристики фильтров. От­каз от применения катушек индуктивностей, имеющих в магнитопроводе немагнитный зазор, приво­дит к рез­кому снижению уровня излучаемых электромагнитных помех. Недостатком транзисторных фильтров является низкий КПД, который составляет 0,4... 0,6, а также то, что в нагрузку передаются изменения входного питаю­щего напряжения. Поэтому, когда одновременно с подавлением переменной составляющей требуется стабилиза­ция на нагрузке, применяют стабилизаторы непрерывного действия. Применение транзистора и включение резистора параллельно конденсатору С позволяют не только значительно увеличить коэффициент фильтрации напряже­ния, но также повысить его стабильность.