Основы радиолокации

Фильтр нижних частот

В электронике фильтр нижних частот (ФНЧ) - это фильтр, пропускающий компоненты сигнала с частотой ниже частоты среза f_чс. Компоненты сигнала с более высокими частотами ослабляются. Обычно это пассивные четырехполюсные фильтры, состоящие из резисторов, катушек и конденсаторов.

Функцию фильтра можно описать как делитель напряжения, при этом реактивность конденсатора зависит от частоты. Для постоянного тока реактивность конденсатора почти бесконечно велика, поэтому выходное напряжение имеет максимальное значение. Для очень высоких частот реактивное сопротивление приближается к нулю, так что выходное напряжение практически является коротким замыканием.

(1)

• X_c — реактивное сопротивление конденсатора
• U_e — входное напряжение
• U_a — выходное напряжение

Частота среза рассчитывается в соответствии с:

Частота

−3дБ

f_чс

Затухание

Рисунок 1: Частотное характеристики фильтра нижних частот 2-го порядка построенный на LC-цепи

Частота

−3дБ

f_чс

Затухание

Рисунок 1: Частотное характеристики фильтра нижних частот 2-го порядка построенный на LC-цепи

(2)

• f_c = f_чс — Частота среза

Скачки постоянного напряжения на входе передаются на выход с задержкой после кривой зарядки или разрядки.

Если резистор заменить катушкой, то получится фильтр 2-го порядка. Порядковый номер увеличивается в зависимости от количества частотно-зависимых компонентов. В простейшем случае этого можно добиться, соединив последовательно несколько фильтров более низкого порядка.

Условие X_C = X_L относится к частоте среза фильтра 2-го порядка. Она может быть рассчитана с помощью:

(3)