Elektronik
Elektronik
a
a
wyk
wyk
ł
ł
ad
ad
9
9
–
–
ZASILACZE, FILTRY
ZASILACZE, FILTRY
Lublin,
Lublin,
grudzie
grudzie
ń
ń
2008
2008
Wydzia
Wydzia
ł
ł
Elektrotechniki i Informatyki
Elektrotechniki i Informatyki
Politechnika Lubelska
Politechnika Lubelska
Zwykle energia elektryczna pobierana jest z sieci. Rola zasilacz
Zwykle energia elektryczna pobierana jest z sieci. Rola zasilacz
a jest
a jest
przetworzenie jej tak, by by
przetworzenie jej tak, by by
ł
ł
a dostosowana do uk
a dostosowana do uk
ł
ł
adu odbiorczego.
adu odbiorczego.
Najcz
Najcz
ęś
ęś
ciej wymagane jest, by zasilacz by
ciej wymagane jest, by zasilacz by
ł
ł
ź
ź
r
r
ó
ó
d
d
ł
ł
em napi
em napi
ę
ę
ciowym,
ciowym,
niekiedy jest on ogranicznikiem pr
niekiedy jest on ogranicznikiem pr
ą
ą
du (
du (
ź
ź
r
r
ó
ó
d
d
ł
ł
em pr
em pr
ą
ą
dowym), czasami
dowym), czasami
spe
spe
ł
ł
nia te
nia te
Ŝ
Ŝ
inne, dodatkowe funkcje, jak zabezpieczenie przed
inne, dodatkowe funkcje, jak zabezpieczenie przed
przegrzaniem, zapaleniem, pora
przegrzaniem, zapaleniem, pora
Ŝ
Ŝ
eniem itp.
eniem itp.
Zasilacze
Zasilacze
Schemat blokowy zasilaczy
Schemat blokowy zasilaczy
Zakres mocy zasilaczy napi
Zakres mocy zasilaczy napi
ę
ę
cia sta
cia sta
ł
ł
ego jest bardzo szeroki
ego jest bardzo szeroki
–
–
od kilku wat
od kilku wat
ó
ó
w do kilkuset kilowat
w do kilkuset kilowat
ó
ó
w.
w.
Dopasowanie przemiennego napi
Dopasowanie przemiennego napi
ę
ę
cia sieci do napi
cia sieci do napi
ę
ę
cia
cia
wyj
wyj
ś
ś
ciowego zasilacza.
ciowego zasilacza.
Galwaniczna izolacja uk
Galwaniczna izolacja uk
ł
ł
adu elektronicznego od sieci
adu elektronicznego od sieci
(zabezpieczenie przed pora
(zabezpieczenie przed pora
Ŝ
Ŝ
eniem, po
eniem, po
Ŝ
Ŝ
arem, zak
arem, zak
ł
ł
ó
ó
ceniami).
ceniami).
Transformator
Transformator
Stabilizator
Stabilizator
Stabilizatorem napi
Stabilizatorem napi
ę
ę
cia lub pr
cia lub pr
ą
ą
du sta
du sta
ł
ł
ego nazywamy uk
ego nazywamy uk
ł
ł
ad, kt
ad, kt
ó
ó
rego
rego
zadaniem jest utrzymywania sta
zadaniem jest utrzymywania sta
ł
ł
ej warto
ej warto
ś
ś
ci napi
ci napi
ę
ę
cia lub pr
cia lub pr
ą
ą
du
du
wyj
wyj
ś
ś
ciowego,
przy
okre
ciowego,
przy
okre
ś
ś
lonych
granicach
zmian
napi
lonych
granicach
zmian
napi
ę
ę
cia
cia
zasilaj
zasilaj
ą
ą
cego,
obci
cego,
obci
ąŜ
ąŜ
enia
oraz
czynnik
enia
oraz
czynnik
ó
ó
w
zewn
w
zewn
ę
ę
trznych,
np.
trznych,
np.
temperatury, ci
temperatury, ci
ś
ś
nienia, wilgotno
nienia, wilgotno
ś
ś
ci, czasu itd.
ci, czasu itd.
Analogowe stabilizatory napi
Analogowe stabilizatory napi
ę
ę
cia dzia
cia dzia
ł
ł
aj
aj
ą
ą
w oparciu o zasad
w oparciu o zasad
ę
ę
dzielnika oporowego.
dzielnika oporowego.
Dziel
Dziel
ą
ą
si
si
ę
ę
na stabilizatory szeregowe i
na stabilizatory szeregowe i
r
r
ó
ó
wnoleg
wnoleg
ł
ł
e, w zale
e, w zale
Ŝ
Ŝ
no
no
ś
ś
ci od tego w jakim
ci od tego w jakim
po
po
ł
ł
o
o
Ŝ
Ŝ
eniu wzgl
eniu wzgl
ę
ę
dem wyj
dem wyj
ś
ś
cia znajduje si
cia znajduje si
ę
ę
element reguluj
element reguluj
ą
ą
cy.
cy.
najprostszy stabilizator r
najprostszy stabilizator r
ó
ó
wnoleg
wnoleg
ł
ł
y
y
–
–
dioda Zenera
dioda Zenera
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik wykorzystania napi
czynnik wykorzystania napi
ę
ę
ciowego (sprawno
ciowego (sprawno
ść
ść
napi
napi
ę
ę
ciowa, skuteczno
ciowa, skuteczno
ść
ść
prostowania):
prostowania):
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
. wykorzystania napi
. wykorzystania napi
ę
ę
ciowego
ciowego
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
. wykorzystania pr
. wykorzystania pr
ą
ą
dowego
dowego
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik wykorzystania pr
czynnik wykorzystania pr
ą
ą
dowego:
dowego:
Stosunek warto
Stosunek warto
ś
ś
ci
ci
ś
ś
redniej pr
redniej pr
ą
ą
du fazowego
du fazowego
do warto
do warto
ś
ś
ci skutecznej tego pr
ci skutecznej tego pr
ą
ą
du
du
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik t
czynnik t
ę
ę
tnie
tnie
ń
ń
Prostownik
Prostownik
jednopo
jednopo
ł
ł
ó
ó
wkowy
wkowy
Ma za zadanie przekszta
Ma za zadanie przekszta
ł
ł
cenie pr
cenie pr
ą
ą
du przemiennego na pr
du przemiennego na pr
ą
ą
d
d
p
p
ł
ł
yn
yn
ą
ą
cy w jednym kierunku.
cy w jednym kierunku.
Je
Je
ś
ś
li napi
li napi
ę
ę
cie podlega prostowaniu w czasie jednego tylko p
cie podlega prostowaniu w czasie jednego tylko p
ó
ó
ł
ł
okresu ka
okresu ka
Ŝ
Ŝ
dej z
dej z
faz, to taki prostownik nazywamy
faz, to taki prostownik nazywamy
jednopo
jednopo
ł
ł
ó
ó
wkowym
wkowym
(p
(p
ó
ó
ł
ł
falowym). Je
falowym). Je
Ŝ
Ŝ
eli
eli
natomiast napi
natomiast napi
ę
ę
cie jest prostowane w czasie obu p
cie jest prostowane w czasie obu p
ó
ó
ł
ł
okres
okres
ó
ó
w, to taki
w, to taki
prostownik nazywamy
prostownik nazywamy
dwupo
dwupo
ł
ł
ó
ó
wkowym
wkowym
(ca
(ca
ł
ł
ofalowym).
ofalowym).
Prostownik
Prostownik
dwupo
dwupo
ł
ł
ó
ó
wkowy
wkowy
Prostownik dwupo
Prostownik dwupo
ł
ł
ó
ó
wkowy
wkowy
Stosuje si
Stosuje si
ę
ę
g
g
ł
ł
ó
ó
wnie prostowniki dwupo
wnie prostowniki dwupo
ł
ł
ó
ó
wkowe z mostkiem
wkowe z mostkiem
Graetza.
Graetza.
Filt
Filt
r RC
r RC
Do wyeliminowania pulsacji stosuje si
Do wyeliminowania pulsacji stosuje si
ę
ę
filtry dolnoprzepustowych
filtry dolnoprzepustowych
typu RC lub typu RL.
typu RC lub typu RL.
W przypadku filtru RC nale
W przypadku filtru RC nale
Ŝ
Ŝ
y zastosowa
y zastosowa
ć
ć
pojemno
pojemno
ść
ść
na tyle du
na tyle du
Ŝą
Ŝą
,
,
by kondensator nie zdo
by kondensator nie zdo
ł
ł
a
a
ł
ł
znacz
znacz
ą
ą
co roz
co roz
ł
ł
adowa
adowa
ć
ć
si
si
ę
ę
mi
mi
ę
ę
dzy
dzy
cyklami pulsacji.
cyklami pulsacji.
Filtr
Filtr
RC
RC
Filtr
Filtr
RL
RL
Jednofazowy uk
Jednofazowy uk
ł
ł
ad prostowniczy
ad prostowniczy
z obci
z obci
ąŜ
ąŜ
eniem rezystancyjno
eniem rezystancyjno
-
-
indukcyjnym
indukcyjnym
Ze wzrostem k
Ze wzrostem k
ą
ą
ta przep
ta przep
ł
ł
ywu maleje warto
ywu maleje warto
ść
ść
maks. pr
maks. pr
ą
ą
du oraz jego
du oraz jego
sk
sk
ł
ł
adowa, co powoduje,
adowa, co powoduje,
Ŝ
Ŝ
e wsp
e wsp
ó
ó
ł
ł
. wykorzystania napi
. wykorzystania napi
ę
ę
ciowego i
ciowego i
sprawno
sprawno
ść
ść
energetyczna malej
energetyczna malej
ą
ą
, a t
, a t
ę
ę
tnienia rosn
tnienia rosn
ą
ą
.
.
Pr
Pr
ą
ą
d w obci
d w obci
ąŜ
ąŜ
eniu jest nieci
eniu jest nieci
ą
ą
g
g
ł
ł
y
y
Filtr
Filtr
RL
RL
Dwufazowe uk
Dwufazowe uk
ł
ł
ady prostownicze
ady prostownicze
z obci
z obci
ąŜ
ąŜ
eniem rezystancyjno
eniem rezystancyjno
-
-
indukcyjnym
indukcyjnym
Uk
Uk
ł
ł
ady z obci
ady z obci
ąŜ
ąŜ
eniem rezystancyjno
eniem rezystancyjno
-
-
indukcyjnym wykazuj
indukcyjnym wykazuj
ą
ą
ma
ma
ł
ł
e
e
t
t
ę
ę
tnienia i bardzo dobre wykorzystanie pr
tnienia i bardzo dobre wykorzystanie pr
ą
ą
dowe, przy nieco
dowe, przy nieco
gorszym wykorzystaniu napi
gorszym wykorzystaniu napi
ę
ę
ciowym.
ciowym.
W
W
ł
ł
asno
asno
ś
ś
ci filtracyjne uk
ci filtracyjne uk
ł
ł
ad
ad
ó
ó
w polepszaj
w polepszaj
ą
ą
si
si
ę
ę
ze wzrostem pr
ze wzrostem pr
ą
ą
du
du
obci
obci
ąŜ
ąŜ
enia i dlatego s
enia i dlatego s
ą
ą
najcz
najcz
ęś
ęś
ciej stosowane w zasilaczach du
ciej stosowane w zasilaczach du
Ŝ
Ŝ
ej
ej
mocy.
mocy.
Filtr
Filtr
RL
RL
Filtr
Filtr
y LC
y LC
Uk
Uk
ł
ł
ady prostownicze z filtrem
ady prostownicze z filtrem
pojemno
pojemno
ś
ś
ciowym
ciowym
:
:
Dobre wykorzystanie napi
Dobre wykorzystanie napi
ę
ę
ciowe i ma
ciowe i ma
ł
ł
e t
e t
ę
ę
tnienia w zakresie ma
tnienia w zakresie ma
ł
ł
ych
ych
mocy i ma
mocy i ma
ł
ł
ych pr
ych pr
ą
ą
d
d
ó
ó
w
w
Uk
Uk
ł
ł
ady prostownicze z filtrem
ady prostownicze z filtrem
indukcyjnym
indukcyjnym
:
:
Dobre wykorzystanie pr
Dobre wykorzystanie pr
ą
ą
dowe i ma
dowe i ma
ł
ł
e t
e t
ę
ę
tnienia w zakresie du
tnienia w zakresie du
Ŝ
Ŝ
ych
ych
mocy i du
mocy i du
Ŝ
Ŝ
ych pr
ych pr
ą
ą
d
d
ó
ó
w
w
Zale
Zale
Ŝ
Ŝ
no
no
ść
ść
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
. t
. t
ę
ę
tnie
tnie
ń
ń
od pr
od pr
ą
ą
du
du
obci
obci
ąŜ
ąŜ
enia prostownika:
enia prostownika:
P
P
1
1
–
–
z obci
z obci
ąŜ
ąŜ
eniem rezystancyjnym
eniem rezystancyjnym
P
P
2
2
–
–
z obci
z obci
ąŜ
ąŜ
eniem
eniem
pojemno
pojemno
ś
ś
ciowym
ciowym
P
P
3
3
–
–
z obci
z obci
ąŜ
ąŜ
eniem indukcyjnym
eniem indukcyjnym
Dwufazowy uk
Dwufazowy uk
ł
ł
ad prostowniczy z filtrem LC
ad prostowniczy z filtrem LC
Filtr
Filtr
LC
LC
Powielacze napi
Powielacze napi
ę
ę
cia
cia
Podzia
Podzia
ł
ł
filtr
filtr
ó
ó
w
w
Ze wzgl
Ze wzgl
ę
ę
du na pasmo cz
du na pasmo cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci
ci
przenoszonych:
przenoszonych:
dolnoprzepustowy
dolnoprzepustowy
g
g
ó
ó
rnoprzepustowy
rnoprzepustowy
ś
ś
rodkowoprzepustowy
rodkowoprzepustowy
ś
ś
rodkowozaporowy
rodkowozaporowy
ω
ω
ω
ω
A
A
A
A
Filtrem nazywamy uk
Filtrem nazywamy uk
ł
ł
ad o strukturze
ad o strukturze
czw
czw
ó
ó
rnika, kt
rnika, kt
ó
ó
ry przepuszcza bez t
ry przepuszcza bez t
ł
ł
umienia
umienia
lub z niewielkim t
lub z niewielkim t
ł
ł
umieniem napi
umieniem napi
ę
ę
cia i pr
cia i pr
ą
ą
dy
dy
o okre
o okre
ś
ś
lonym pa
lonym pa
ś
ś
mie cz
mie cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci, a t
ci, a t
ł
ł
umi
umi
napi
napi
ę
ę
cia i pr
cia i pr
ą
ą
dy le
dy le
Ŝą
Ŝą
ce poza tym pasmem.
ce poza tym pasmem.
Zadaniem filtra dolnoprzepustowego jest wydzielenie pewnego
Zadaniem filtra dolnoprzepustowego jest wydzielenie pewnego
fragmentu cz
fragmentu cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci z podanego sygna
ci z podanego sygna
ł
ł
u, le
u, le
Ŝą
Ŝą
cego poni
cego poni
Ŝ
Ŝ
ej
ej
pewnej cz
pewnej cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci granicznej.
ci granicznej.
Filtry dolnoprzepustowe
Filtry dolnoprzepustowe
Filtry g
Filtry g
ó
ó
rnoprzepustowe
rnoprzepustowe
Zadaniem filtra g
Zadaniem filtra g
ó
ó
rnoprzepustowego jest wydzielenie pewnego
rnoprzepustowego jest wydzielenie pewnego
fragmentu cz
fragmentu cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci z podanego sygna
ci z podanego sygna
ł
ł
u, le
u, le
Ŝą
Ŝą
cego powy
cego powy
Ŝ
Ŝ
ej
ej
pewnej cz
pewnej cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci granicznej, a t
ci granicznej, a t
ł
ł
umi sk
umi sk
ł
ł
adowe le
adowe le
Ŝą
Ŝą
ce poni
ce poni
Ŝ
Ŝ
ej.
ej.
Najcz
Najcz
ęś
ęś
ciej wykorzystywane w radiotechnice ze wszystkich
ciej wykorzystywane w radiotechnice ze wszystkich
rodzaj
rodzaj
ó
ó
w filtr
w filtr
ó
ó
w.
w.
Odpowiadaj
Odpowiadaj
ą
ą
za selektywno
za selektywno
ść
ść
radia wydzielaj
radia wydzielaj
ą
ą
c jedn
c jedn
ą
ą
odbieran
odbieran
ą
ą
cz
cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ść
ść
.
.
Dla ma
Dla ma
ł
ł
ych cz
ych cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci (akustycznych) realizowany na og
ci (akustycznych) realizowany na og
ó
ó
ł
ł
jest
jest
jako
jako
szeregowe po
szeregowe po
ł
ą
ł
ą
czenie dw
czenie dw
ó
ó
ch filtr
ch filtr
ó
ó
w
w
-
-
dolnoprzepustowego i
dolnoprzepustowego i
g
g
ó
ó
rnoprzepustowego o cz
rnoprzepustowego o cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ciach granicznych dobranych
ciach granicznych dobranych
tak, aby uzyska
tak, aby uzyska
ć
ć
Ŝą
Ŝą
dan
dan
ą
ą
cz
cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ść
ść
ś
ś
rodkow
rodkow
ą
ą
i szeroko
i szeroko
ść
ść
pasma.
pasma.
Taka metoda jest stosowana w sytuacji, gdy filtr ma stosunkowo
Taka metoda jest stosowana w sytuacji, gdy filtr ma stosunkowo
szerokie pasmo.
szerokie pasmo.
Filtry
Filtry
ś
ś
rodkowoprzepustowe
rodkowoprzepustowe
Drug
Drug
ą
ą
metod
metod
ą
ą
konstruowania
filtr
konstruowania
filtr
ó
ó
w
w
ś
ś
rodkowoprzepustowych jest wykorzystanie
rodkowoprzepustowych jest wykorzystanie
obwod
obwod
ó
ó
w rezonansowych LC
w rezonansowych LC
, spos
, spos
ó
ó
b ten
b ten
jest wykorzystywany przede wszystkim dla
jest wykorzystywany przede wszystkim dla
wysokich cz
wysokich cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci (radiowych).
ci (radiowych).
W
uk
W
uk
ł
ł
adach
odbiornik
adach
odbiornik
ó
ó
w
radiowych
w
radiowych
u
u
Ŝ
Ŝ
ywane s
ywane s
ą
ą
w zasadzie wy
w zasadzie wy
ł
ą
ł
ą
cznie ten drugi
cznie ten drugi
rodzaj filtr
rodzaj filtr
ó
ó
w
w
Filtr nieprzepuszczaj
Filtr nieprzepuszczaj
ą
ą
cy cz
cy cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci sygna
ci sygna
ł
ł
u mi
u mi
ę
ę
dzy dwoma
dzy dwoma
ustalonymi warto
ustalonymi warto
ś
ś
ciami granicznymi. Jest to odwrotno
ciami granicznymi. Jest to odwrotno
ść
ść
filtru
filtru
ś
ś
rodkowoprzepustowego.
rodkowoprzepustowego.
Mo
Mo
Ŝ
Ŝ
e s
e s
ł
ł
u
u
Ŝ
Ŝ
y
y
ć
ć
mi
mi
ę
ę
dzy innymi do usuwania przyd
dzy innymi do usuwania przyd
ź
ź
wi
wi
ę
ę
ku w sygnale
ku w sygnale
elektrycznym pochodz
elektrycznym pochodz
ą
ą
cym od cz
cym od cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci pr
ci pr
ą
ą
du elektrycznego
du elektrycznego
w sieci energetycznej (w Polsce jest to 50 Hz). W takim przypadk
w sieci energetycznej (w Polsce jest to 50 Hz). W takim przypadk
u
u
ustawia si
ustawia si
ę
ę
filtr
filtr
ś
ś
rodkowozaporowy o dolnej warto
rodkowozaporowy o dolnej warto
ś
ś
ci granicznej
ci granicznej
49
49
Hz i g
Hz i g
ó
ó
rnej 51 Hz.
rnej 51 Hz.
Filtry
Filtry
ś
ś
rodkowozaporowe
rodkowozaporowe
Podzia
Podzia
ł
ł
filtr
filtr
ó
ó
w
w
Ze wzgl
Ze wzgl
ę
ę
du na konstrukcj
du na konstrukcj
ę
ę
i rodzaj dzia
i rodzaj dzia
ł
ł
ania:
ania:
pasywne
pasywne
-
-
nie
zawieraj
nie
zawieraj
ą
ą
element
element
ó
ó
w
w
dostarczaj
dostarczaj
ą
ą
cych
energii
do
obwodu
cych
energii
do
obwodu
drgajacego, zawieraj
drgajacego, zawieraj
ą
ą
tylko elementy RLC
tylko elementy RLC
aktywne
aktywne
-
-
zawieraj
zawieraj
ą
ą
zar
zar
ó
ó
wno elementy RC,
wno elementy RC,
jak r
jak r
ó
ó
wnie
wnie
Ŝ
Ŝ
i elementy dostarczaj
i elementy dostarczaj
ą
ą
ce energi
ce energi
ę
ę
do filtrowanego uk
do filtrowanego uk
ł
ł
adu np. wzmacniacze,
adu np. wzmacniacze,
uk
uk
ł
ł
ady nieliniowe
ady nieliniowe
Podzia
Podzia
ł
ł
filtr
filtr
ó
ó
w
w
Ze wzgl
Ze wzgl
ę
ę
du na typy obwod
du na typy obwod
ó
ó
w:
w:
analogowe
analogowe
cyfrowe
cyfrowe
FILTRACJA
FILTRACJA
-
-
PROCES PRZETWARZANIA SYGNA
PROCES PRZETWARZANIA SYGNA
Ł
Ł
U W
U W
DZIEDZINIE
CZASU.
POLEGA
NA
REDUKOWANIU
I
DZIEDZINIE
CZASU.
POLEGA
NA
REDUKOWANIU
I
ODFILTROWYWANIU NIEPORZ
ODFILTROWYWANIU NIEPORZ
Ą
Ą
DANYCH SK
DANYCH SK
Ł
Ł
ADOWYCH
ADOWYCH
ZAWARTYCH W SYGNALE WEJ
ZAWARTYCH W SYGNALE WEJ
Ś
Ś
CIOWYM
CIOWYM
FILTR CYFROWY
FILTR CYFROWY
-
-
ALGORYTM LUB PROCES OBLICZENIOWY
ALGORYTM LUB PROCES OBLICZENIOWY
W WYNIKU KT
W WYNIKU KT
Ó
Ó
REGO JEDNA SEKWENCJA LICZB (TZN.
REGO JEDNA SEKWENCJA LICZB (TZN.
SYGNA
SYGNA
Ł
Ł
WEJ
WEJ
Ś
Ś
CIOWY) ZAMIENIANY JEST W INN
CIOWY) ZAMIENIANY JEST W INN
Ą
Ą
SEKWENCJ
SEKWENCJ
Ę
Ę
(TZN. SYGNA
(TZN. SYGNA
Ł
Ł
WYJ
WYJ
Ś
Ś
CIOWY)
CIOWY)
Filtry cyfrowe
Filtry cyfrowe
Parametry filtr
Parametry filtr
ó
ó
w analogowych
w analogowych
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik t
czynnik t
ł
ł
umienia (lub wzmocnienia)
umienia (lub wzmocnienia)
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik przesuni
czynnik przesuni
ę
ę
cia fazowego
cia fazowego
dobro
dobro
ć
ć
cz
cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ść
ść
ś
ś
rodkowa
rodkowa
szeroko
szeroko
ść
ść
pasma (cz
pasma (cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci graniczne)
ci graniczne)
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik prostok
czynnik prostok
ą
ą
tno
tno
ś
ś
ci
ci
Wielko
Wielko
ść
ść
okre
okre
ś
ś
laj
laj
ą
ą
ca, jaka cz
ca, jaka cz
ęść
ęść
sygna
sygna
ł
ł
u wej
u wej
ś
ś
ciowego
ciowego
znajdzie si
znajdzie si
ę
ę
przy okre
przy okre
ś
ś
lonej cz
lonej cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci na wyj
ci na wyj
ś
ś
ciu filtru.
ciu filtru.
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik t
czynnik t
ł
ł
umienia
umienia
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik przesuni
czynnik przesuni
ę
ę
cia fazowego
cia fazowego
Wyra
Wyra
Ŝ
Ŝ
any w radianach lub stopniach k
any w radianach lub stopniach k
ą
ą
t przesuni
t przesuni
ę
ę
cia
cia
fazowego
(wyprzedzenia
lub
op
fazowego
(wyprzedzenia
lub
op
ó
ó
ź
ź
nienia)
pomi
nienia)
pomi
ę
ę
dzy
dzy
napi
napi
ę
ę
ciem na wej
ciem na wej
ś
ś
ciu a napi
ciu a napi
ę
ę
ciem na wyj
ciem na wyj
ś
ś
ciu filtru
ciu filtru
Przebiegi czasowe napi
Przebiegi czasowe napi
ęć
ęć
na wej
na wej
ś
ś
ciu i wyj
ciu i wyj
ś
ś
ciu filtru przy
ciu filtru przy
wsp
wsp
ó
ó
ł
ł
czynniku przesuni
czynniku przesuni
ę
ę
cia fazowego wynosz
cia fazowego wynosz
ą
ą
cym
cym
π
π
/2
/2
Charakterystyka czasu op
Charakterystyka czasu op
ó
ó
ź
ź
nienia
nienia
Dobro
Dobro
ć
ć
Dobro
Dobro
ć
ć
filtru okre
filtru okre
ś
ś
la si
la si
ę
ę
jako stosunek cz
jako stosunek cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci
ci
ś
ś
rodkowej filtru do jego szeroko
rodkowej filtru do jego szeroko
ś
ś
ci pasma.
ci pasma.
Q = f
Q = f
0
0
/B
/B
3dB
3dB
Wa
Wa
Ŝ
Ŝ
nym parametrem filtru jest
nym parametrem filtru jest
„
„
stromo
stromo
ść
ść
”
”
jego charakterystyki w
jego charakterystyki w
obszarze przej
obszarze przej
ś
ś
cia z pasma o ma
cia z pasma o ma
ł
ł
ym t
ym t
ł
ł
umieniu do pasma o t
umieniu do pasma o t
ł
ł
umieniu
umieniu
du
du
Ŝ
Ŝ
ym. Zgodnie z teori
ym. Zgodnie z teori
ą
ą
„
„
stromo
stromo
ść
ść
”
”
charakterystyki ro
charakterystyki ro
ś
ś
nie z liczb
nie z liczb
ą
ą
element
element
ó
ó
w.
w.
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik prostok
czynnik prostok
ą
ą
tno
tno
ś
ś
ci
ci
Wsp
Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik prostok
czynnik prostok
ą
ą
tno
tno
ś
ś
ci
ci
Jest miar
Jest miar
ą
ą
selektywno
selektywno
ś
ś
ci. Wsp
ci. Wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik prostok
czynnik prostok
ą
ą
tno
tno
ś
ś
ci o
ci o
idealnej charakterystyce amplitudowej by
idealnej charakterystyce amplitudowej by
ł
ł
by r
by r
ó
ó
wny
wny
jedno
jedno
ś
ś
ci. Im wsp
ci. Im wsp
ó
ó
ł
ł
czynnik p jest wi
czynnik p jest wi
ę
ę
kszy, tym wzmacniacz
kszy, tym wzmacniacz
jest bardziej selektywny.
jest bardziej selektywny.
p= B
p= B
3dB
3dB
/B
/B
20dB
20dB
N
iemo
iemo
Ŝ
Ŝ
liwe jest zbudowanie
liwe jest zbudowanie
wzmacniacza selektywnego o du
wzmacniacza selektywnego o du
Ŝ
Ŝ
ej
ej
selektywno
selektywno
ś
ś
ci z uk
ci z uk
ł
ł
ad
ad
ó
ó
w o ma
w o ma
ł
ł
ej dobroci.
ej dobroci.
Warto
Warto
ść
ść
dobroci wzmacniacza decyduje
dobroci wzmacniacza decyduje
o kszta
o kszta
ł
ł
cie jego charakterystyki
cie jego charakterystyki
cz
cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ciowej. Przy wi
ciowej. Przy wi
ę
ę
kszej
kszej
dobroci charakterystyka jest w
dobroci charakterystyka jest w
ęŜ
ęŜ
sza
sza
—
—
wzmacniacz ma wi
wzmacniacz ma wi
ę
ę
ksz
ksz
ą
ą
selektywno
selektywno
ść
ść
.
.
Wp
Wp
ł
ł
yw dobroci na ch
yw dobroci na ch
-
-
ki filtr
ki filtr
ó
ó
w
w
Szeroko
Szeroko
ść
ść
pasma
pasma
ω
W
z
m
o
c
n
ie
n
ie
[
d
B
]
3dB
ω
d
ω
g
Filtry pasywne RC
Filtry pasywne RC
Ł
ą
Ł
ą
cz
cz
ą
ą
c rezystory z kondensatorami mo
c rezystory z kondensatorami mo
Ŝ
Ŝ
na wykona
na wykona
ć
ć
dzielniki
dzielniki
napi
napi
ę
ę
cia zale
cia zale
Ŝ
Ŝ
ne od cz
ne od cz
ę
ę
stotliwo
stotliwo
ś
ś
ci, wykorzystuj
ci, wykorzystuj
ą
ą
c w tym celu
c w tym celu
zale
zale
Ŝ
Ŝ
no
no
ść
ść
impedancji kondensatora:
impedancji kondensatora:
Z
Z
C
C
=
=
-
-
j/
j/
ω
ω
C
C
Filtr dolnoprzepustowy
Filtr dolnoprzepustowy
Filtr g
Filtr g
ó
ó
rnoprzepustowy
rnoprzepustowy
Filtry
Filtry
ś
ś
rodkowoprzepustowy
rodkowoprzepustowy
Filtry
Filtry
ś
ś
rodkowozaporowy
rodkowozaporowy
Metoda kaskadowa
Metoda kaskadowa
filtr
filtr
ś
ś
rodkowoprzepustowy
rodkowoprzepustowy
filtr dolnoprzepustowy
filtr dolnoprzepustowy
Filtry aktywne wykorzystuj
Filtry aktywne wykorzystuj
ą
ą
zazwyczaj r
zazwyczaj r
ó
ó
wnie
wnie
Ŝ
Ŝ
w
w
ł
ł
asno
asno
ś
ś
ci
ci
element
element
ó
ó
w RC, ale przy wspomaganiu specjalnymi elementami
w RC, ale przy wspomaganiu specjalnymi elementami
steruj
steruj
ą
ą
cymi oraz dostarczaj
cymi oraz dostarczaj
ą
ą
cymi energi
cymi energi
ę
ę
do filtrowanego uk
do filtrowanego uk
ł
ł
adu.
adu.
Filtry aktywne
Filtry aktywne
Filtry aktywne charakteryzuj
Filtry aktywne charakteryzuj
ą
ą
si
si
ę
ę
o wiele lepszym t
o wiele lepszym t
ł
ł
umieniem w
umieniem w
pa
pa
ś
ś
mie t
mie t
ł
ł
umienia ni
umienia ni
Ŝ
Ŝ
filtry pasywne.
filtry pasywne.
nie posiadaj
nie posiadaj
ą
ą
cewek
cewek
–
–
du
du
Ŝ
Ŝ
e
e
indukcyjno
indukcyjno
ś
ś
ci utrudnione s
ci utrudnione s
ą
ą
do
do
uzyskania w technice scalonej,
uzyskania w technice scalonej,
ponadto brak pojemno
ponadto brak pojemno
ś
ś
ci
ci
mi
mi
ę
ę
dzyzwojowych oraz
dzyzwojowych oraz
wra
wra
Ŝ
Ŝ
liwo
liwo
ś
ś
ci na zak
ci na zak
ł
ł
ó
ó
cenia
cenia
magnetyczne.
magnetyczne.
•
•
Metoda kaskadowa
Metoda kaskadowa
•
•
Metoda wielop
Metoda wielop
ę
ę
tlowego sprz
tlowego sprz
ęŜ
ęŜ
enia zwrotnego
enia zwrotnego
Sposoby realizacji filtr
Sposoby realizacji filtr
ó
ó
w aktywnych
w aktywnych
Wielop
Wielop
ę
ę
tlowe sprz
tlowe sprz
ęŜ
ęŜ
enie zwrotne
enie zwrotne
-
-
filtry aktywne RC,
filtry aktywne RC,
-
-
filtry aktywne C prze
filtry aktywne C prze
ł
ą
ł
ą
czane,
czane,
-
-
filtry aktywne C pracuj
filtry aktywne C pracuj
ą
ą
ce w czasie ci
ce w czasie ci
ą
ą
g
g
ł
ł
ym.
ym.
Sposoby realizacji filtr
Sposoby realizacji filtr
ó
ó
w aktywnych
w aktywnych
Filtry aktywne
Filtry aktywne
Istnieje bardzo wiele r
Istnieje bardzo wiele r
ó
ó
Ŝ
Ŝ
nych typ
nych typ
ó
ó
w filtr
w filtr
ó
ó
w aktywnych:
w aktywnych:
* filtry Sallen
* filtry Sallen
-
-
Key
Key
* filtry Butterwortha
* filtry Butterwortha
* filtry Czebyszewa
* filtry Czebyszewa
* filtry Bessela
* filtry Bessela
* filtry Cauera
* filtry Cauera
-
-
Maksymalnie p
Maksymalnie p
ł
ł
aska (Butterwortha),
aska (Butterwortha),
-
-
R
R
ó
ó
wnomiernie falista (Czebyszewa),
wnomiernie falista (Czebyszewa),
-
-
Eliptyczna (Cauera)
Eliptyczna (Cauera)
-
-
Maksymalnie
Maksymalnie
liniowej
liniowej
fazy (Bessela),
fazy (Bessela),
Typowe charakterystyki filtr
Typowe charakterystyki filtr
ó
ó
w
w
Charakterystyka czasu op
Charakterystyka czasu op
ó
ó
ź
ź
nienia
nienia
Im lepiej
Im lepiej
ch
ch
-
-
ka
ka
amplitudowa
amplitudowa
aproksymuje funkcj
aproksymuje funkcj
ę
ę
prostok
prostok
ą
ą
tn
tn
ą
ą
,
,
tym bardziej nieliniowa jest
tym bardziej nieliniowa jest
ch
ch
-
-
ka
ka
fazowa.
fazowa.
Wp
Wp
ł
ł
yw parametr
yw parametr
ó
ó
w element
w element
ó
ó
w filtru
w filtru
Zmiana kszta
Zmiana kszta
ł
ł
tu charakterystyki amplitudowej filtru aktywnego,
tu charakterystyki amplitudowej filtru aktywnego,
powodowana zmian
powodowana zmian
ą
ą
warto
warto
ś
ś
ci parametr
ci parametr
ó
ó
w jego element
w jego element
ó
ó
w.
w.
Φ
1
Φ
2
T
c
E
G
C
C
d
Φ
1
Φ
2
R
L
Filtry C
Filtry C
-
-
prze
prze
ł
ą
ł
ą
czane
czane
Stosunkowo ni
Stosunkowo ni
Ŝ
Ŝ
sze koszty wytworzenia
sze koszty wytworzenia
Wzmocnienie zale
Wzmocnienie zale
Ŝ
Ŝ
y od stosunku 2 pojemno
y od stosunku 2 pojemno
ś
ś
ci, a nie od ich warto
ci, a nie od ich warto
ś
ś
ci.
ci.
E
G
C
C
d
C
C
d
R
L
R
L
Fazy pracy
Fazy pracy
Faza
Φ
1
Faza
Φ
2
Filtry C
Filtry C
-
-
prze
prze
ł
ą
ł
ą
czane
czane
Cechy projektowanych filtr
Cechy projektowanych filtr
ó
ó
w
w
aktywnych
aktywnych
Ma
Ma
ł
ł
a liczba element
a liczba element
ó
ó
w (zar
w (zar
ó
ó
wno aktywnych jak i pasywnych).
wno aktywnych jak i pasywnych).
Ł
Ł
atwo
atwo
ść
ść
nastawiania parametr
nastawiania parametr
ó
ó
w filtr
w filtr
ó
ó
w.
w.
Ma
Ma
ł
ł
y rozrzut warto
y rozrzut warto
ś
ś
ci parametr
ci parametr
ó
ó
w filtru (g
w filtru (g
ł
ł
ó
ó
wnie warto
wnie warto
ś
ś
ci
ci
pojemno
pojemno
ś
ś
ci kondensator
ci kondensator
ó
ó
w).
w).
Mo
Mo
Ŝ
Ŝ
liwo
liwo
ść
ść
u
u
Ŝ
Ŝ
ycia wzmacniaczy operacyjnych o niezbyt
ycia wzmacniaczy operacyjnych o niezbyt
wyg
wyg
ó
ó
rowanych wymaganiach.
rowanych wymaganiach.
Mo
Mo
Ŝ
Ŝ
liwo
liwo
ść
ść
osi
osi
ą
ą
gni
gni
ę
ę
cia du
cia du
Ŝ
Ŝ
ych warto
ych warto
ś
ś
ci dobroci.
ci dobroci.
Niewra
Niewra
Ŝ
Ŝ
liwo
liwo
ść
ść
charakterystyk filtru na zmiany warto
charakterystyk filtru na zmiany warto
ś
ś
ci
ci
parametr
parametr
ó
ó
w element
w element
ó
ó
w sk
w sk
ł
ł
adowych filtru.
adowych filtru.