Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Чтобы усилить эффект фильтрации, эффект разделения разночастотных переменных токов и напряжений, иногда в одном фильтре объединяют конденсатор с катушкой. Один из примеров такого фильтра — на Р-54;8. Его задача та же, что и в фильтре Р-54;7, но здесь вместо включена катушка L_ф. Катушку, применяемую в фильтре, часто называют дросселем, что можно перевести на русский как «глушитель». В данной схеме дроссель глушит переменные токи, для них он представляет большое сопротивление x_L. А постоянные токи дроссель, наоборот, пропускает беспрепятственно. Точнее, почти беспрепятственно: постоянный ток ощущает только активное сопротивление провода, из которого намотан дроссель. Так что фильтр Р-54;8 отличается тем, что он закрывает путь к нагрузке переменным токам, не причиняя вреда постоянному. Или скажем иначе: на практически не теряется часть постоянного напряжения, как она терялась на в фильтре Р-54;7. Несмотря на все это, значительно чаще применяют фильтры с резисторами. Потому что дроссель — деталь более сложная и более дорогая, чем резистор, и применение ее не всегда оправданно.

В радиоэлектронной аппаратуре очень часто можно встретить особый LC-фильтр, так называемый колебательный контур. Но прежде чем знакомиться с ним, нужно сказать несколько слов о том, как с помощью графиков описывают основные «черты характера» электрического фильтра.

Т-80. Частотная характеристика — график, рассказывающий о том, как ведет себя электрическая цепь на разных частотах. Представим себе, что в нашем распоряжении есть генератор переменной э.д.с., частоту которой можно плавно изменять поворотом ручки. Так же, например, как поворотом ручки мы меняем громкость звучания в приемнике. Такие генераторы реально существуют, и вскоре мы познакомимся с их практическими схемами. А пока представьте себе, что это обычный машинный генератор, в котором можно менять скорость вращения проводника, а значит, и частоту генерируемой э.д.с. При этом, правда, появляется серьезный недостаток: чем быстрее вращается проводник, тем больше частота переменной э.д.с., но одновременно увеличивается и сама э.д.с., так как проводник быстрее пересекает магнитное поле. Предположим, что этот недостаток устранен — в генератор ввели автомат, который будет поддерживать выходное напряжение на одном уровне, например включая в цепь дополнительные сопротивления.

Но не стоит, однако, вдаваться в подробности, они сейчас несущественны. Считаем, что у нас есть генератор (Р-55;1), который дает синусоидальное напряжение любой нужной частоты, и на всех частотах сама величина напряжения (число вольт) одинакова.

Р-55

Если подключить к нашему генератору делитель из резисторов (Р-55;2), то на любом из них напряжение не будет меняться с частотой: на всех частотах резисторы имеют одно и то же сопротивление и делят общее напряжение в одной и той же пропорции.

А вот в делителях, куда входят реактивные элементы — конденсаторы и катушка, — все по-другому. Об этом как раз и рассказывают графики Р-55;3,4. Графики эти называются частотными характеристиками, они показывают, как с изменением частоты меняется напряжение на выходе фильтра при неизменном напряжении на его входе. В справедливости приведенных частотных характеристик легко убедиться, если взглянуть на схемы фильтров, к которым эти характеристики относятся. Так, например, в простейшем RС-фильтре с частотой уменьшается напряжение на конденсаторе С, потому что уменьшается его емкостное сопротивление. И если нужно «задавить» высшие частоты или, иначе, поднять низшие, напряжение следует снимать именно с конденсатора. А на резисторе R с увеличением частоты напряжение, наоборот, растет. Общее напряжение делится на U_R и U_с, чем меньше одно из них, тем больше другое. И если нужно выделить более высокочастотные напряжения, если нужно поднять высшие частоты над другими, напряжение нужно снимать именно с резистора.