Окончательный этап синтеза фильтров состоит в нахождении принципиальной схемы устройства. Рассмотрим структурный синтез - когда цепь образуется каскадным включением некоторого числа звеньев, отделенных друг от друга идеальными развязывающими элементами. В качестве элементов развязки обычно используются эмиттерные повторители (рис. 8.11).
Рис. 8.11 – Каскадное соединение звеньев
Частотный коэффициент передачи такого устройства:
K(iw) = K1(iw) K2(iw)... KN(iw).
Коэффициенты передачи каскадных звеньев должны реализовывать те полюса функции К(р), которые были определены на этапе аппроксимации.
Для создания ФНЧ требуются звенья двух видов - звено 1-го порядка, имеющее единственный вещественный полюс, и звено 2-го порядка, обладающее парой комплексно-сопряженных полюсов.
Звено 1-го порядка. Простейшей цепью данного вида является Г-образный RC-четырехполюсник, для которого К(р) = 1/ (1 + pRC) (интегрирующая цепь, рис.8.12) и координата полюса p1 = -1/(RC). Стоит отметить, что задавая р, мы получаем лишь произведение RC. Один из элементов может быть выбран произвольно. Например, желательно, чтобы емкость С значительно превосходила входную емкость последующего каскада. При этом снижается чувствительность частотной характеристики фильтра к неточному выбору номиналов элементов, образующих схему.
|
|
Рис. 8.12 – Звено 1-го порядка
Звено 2-го порядка. Два комплексно-сопряженных полюса частотного коэффициента передачи можно реализовать с помощью Г-образного четырехполюсника, схема и полюса которого приведены на рисунке 8.13.
Рис.8.13 – Звено второго порядка
Легко вычислить, что для этого звена:
Здесь w0 – частота собственных колебаний контура; α – коэффициент их затухания.
Передаточная функция имеет два полюса которые в зависимости от соотношения между w0 и a могут быть как комплексно-сопряженными, так и вещественными.