Filtry
Filtry są układami elektronicznymi wykorzystywanymi w sytuacji gdy z sygnału trzeba wydzielić albo osłabić pewien zakres częstotliwości. W zależności od przeznaczenia rozróżniamy filtry:
Każdy z tych układów ma inne zastosowanie i w związku z tym inną konstrukcję. Na rysunkach obok nazw filtrów zaznaczone są charakterystyki odpowiednich filtrów. Realizacje układowe filtrów mogą być bardzo różne, od prostych do bardzo złożonych, wykorzystujących tylko elementy bierne (cewki, kondensatory i rezystory) lub aktywne (uzupełnione o wzmacniacze). W praktycznych realizacjach układy aktywne nie są w zasadzie spotykane w przedwojennych odbiornikach, w powszechne użycie weszły dopiero w epoce tranzystorów.
Filtry, podobnie jak każdy układ elektroniczny mają swoje parametry. Podstawowym parametrem jest częstotliwość graniczna filtru oznaczana symbolem Fg. Dla filtrów dolno i górnoprzepustowych definiowana jest jako taka częstotliwość przy której sygnał na wyjściu ma poziom mniejszy o 3dB (DECYBELE) od poziomu maksymalnego. (3dB = 1.41 raza mniejszy). Dla filtrów pasmowych (niezależnie od tego czy pasmowoprzepustowych czy pasmowozaporowych) o wąskim paśmie czyli takich, których szerokość pasma jest mała w stosunku do częstotliwości środkowej (takimi filtrami są np. filtry pośredniej częstotliwości) częstotliwość charakterystyczna to ta dla której filtr osiąga maksymalne tłumienie (dla filtrów pasmowozaporowych) lub maksymalne wzmocnienie (dla filtrów pasmowoprzepustowych). W przypadku filtrów pasmowych o szerokim paśmie podaje się dwie częstotliwości granicze - górną i dolną, definiowane tak samo jak w przypadku filtrów górno czy dolnoprzepustowych.
Innym istotnym parametrem filtru jest tłumienie (lub wzmocnienie) dla częstotliwości przenoszonych oraz maksymalne tłumienie dla częstotliwości nieprzenoszonych. To ostatnie jest szczególnie istotne dla filtrów pasmowozaporowych, gdzie właśnie chodzi o jak najsilniejsze wytłumienie pewnego zakresu częstotliwości. Wartości te podaje się w dB (DECYBELACH) jako stosunek wartości sygnału na wejściu filtru do wartości sygnału na wyjściu filtru. Z tłumieniem powiązany jest kształt charakterystyki, określający jakość filtru. Filtr idealny powinien idealnie przenosić wszystkie pożądane częstotliwości (czyli z tłumieniem równym 0dB), i w ogóle nie przenosić pozostałych częstotliwości (tłumienie nieskończenie duże). Na rysunku charakterytyka miałaby kształt prostokątny - do częstotliwości granicznej sygnał wyjściowy z filtru na poziomie maksymalnym, za tą częstotliwością na poziomie zerowym. Oczywiście tak w fizycznych układach niestety nie jest. Dla filtrów z jedną częstotliwością graniczną (czyli górno lub dolnoprzepustowych) za częstotliwością graniczną poziom sygnału na wyjściu zaczyna spadać, z pewną prędkością. Im kreska na wykresie opada silniej tym filtr lepszy. Prędkość opadania podawana jest w DECYBELACH na OKTAWĘ lub w w DECYBELACH na DEKADĘ. Pierwsza wielkość mówi o ile DECYBELI spadnie poziom sygnału na wyjściu przy dwukrotnej zmianie częstotliwości, druga przy dziesięciokrotnej zmianie częstotliwości.
Dla filtrów pasmowych o szerokim paśmie takie określenie też jest przydatne, podaje się go oczywiści dwukrotnie - dla dolnej i górnej częstotliwości granicznej. Za to dal filtrów pasmowych o wąskim paśmie (np. filtrów wejściowych w.cz. lub p.cz. w odbiorniku) ten parametr jest niewygodny i niepraktyczny. Tutaj parametrem jest współczynnik idealności kształtu charakterystyki. Definiowany jest on również jako stosunek - stosunek szerokości pasma przy tłumieniu 3dB do szerokości pasma przy większym tłumieniu (z reguły 9dB lub 20dB). Idealnym kształtem charakterystyki jest jak było powiedzianie przed chwilą prostokąt, wtedy ten współczynnik jest równy jedności. W praktycznych układach będzie on większy od jedności, bo krzywa tłumienia ma kształt dzwonowy i mniej lub bardziej się rozszerza.
Powrót
