Fréquence de coupure des filtres multi-sections. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'auteur de l'article parle de certains aspects de la construction de filtres RC à fréquence multi-liaison et du choix de leurs éléments.

Comme vous le savez, le filtre passe-bas (LPF), dont le circuit est illustré à la Fig. 1a, transmet les signaux du courant continu à la fréquence de coupure (bande passante) dans la charge et atténue les signaux de fréquence plus élevée (bande d'atténuation). La fréquence de coupure f0 (Fig. 1b) est prise comme étant celle à laquelle la courbe de la réponse amplitude-fréquence (AFC) du filtre décroît de 3 dB (plus précisément, en √2 une fois). Ce niveau est choisi car avec un tel changement de tension, la puissance du signal P = U2/r diminue de 2 fois.

La fréquence de coupure d'un filtre RC à liaison unique (1er ordre) est f0=1/2πτ, où τ = RC. Sa réponse en fréquence est très plate, dans la bande d'atténuation, la décroissance caractéristique n'est que de 6 dB par octave (lorsque la fréquence est doublée) ou 20 dB par décade (dix fois).

Pour augmenter la pente de la récession, vous pouvez utiliser plusieurs liaisons RC connectées en série. Afin que les liaisons ne s'influencent pas les unes les autres, elles sont séparées par des suiveurs de tension tampon, comme illustré à la Fig. 2, un.

Pour un filtre à deux liaisons, la décroissance de la réponse en fréquence sera d'environ 12 dB / oct, pour un filtre à trois liaisons - 18 dB / oct, pour un filtre à quatre liaisons - 24 dB / oct, etc. (Fig. 2 ,b; les valeurs du coefficient de transfert normalisé sont portées le long de l'axe vertical). Dans le cas général, la réponse en fréquence d'un filtre multi-sections sera le produit de la réponse en fréquence de ses sections, et la fréquence de coupure va décroître en α = 1/√n√2-1 fois, où n est le nombre de liens.

Sur la fig. La figure 2b montre une diminution de la fréquence de coupure f0 avec une augmentation du nombre de sections de filtre. Le tableau montre les valeurs de a pour les filtres avec le nombre de liens de 2 à 10.

Un tel filtre peut être facilement mis en œuvre sur n'importe quel amplificateur avec n'importe quel gain (supérieur et inférieur à l'unité), même avec un signe de gain différent (c'est-à-dire avec ou sans inversion). Seul le coefficient de transfert de tension global Ku dans la bande passante sera égal au produit des coefficients de toutes les liaisons.

Un autre avantage d'un tel filtre est une réponse très "douce", sans fluctuations ni émissions, aux sauts de niveau du signal d'entrée.

Si un filtre passe-haut est construit sur les liaisons RC (Fig.3, a), la fréquence de coupure ne diminuera pas, mais augmentera lors de l'ajout de chaque liaison (Fig.3, b), mais la valeur numérique du coefficient a reste le même.

Une telle modification de la fréquence de coupure doit être prise en compte lors de la conception d'un dispositif à plusieurs étages et un nombre approprié de condensateurs de couplage. Si, par exemple, le nombre de condensateurs de couplage est de 10 et que la fréquence de coupure inférieure doit être de 20 Hz, alors chaque filtre passe-bas formé par le condensateur, ainsi que la résistance d'entrée de l'étage qui le suit, doivent avoir une coupure fréquence d'environ 5,4 Hz.

Il en va de même pour le choix des condensateurs correctifs OS, constituant la caractéristique du filtre passe-bas. S'il existe plusieurs condensateurs de ce type ou s'il existe des circuits RC entre les nœuds de l'appareil qui limitent la bande de fréquences par le haut, la fréquence de coupure de chacun d'eux doit être choisie supérieure à la fréquence de fonctionnement supérieure de l'ensemble de l'appareil.

Auteur : A. Brazhniov, Penza

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