Електроцин; галочка - фільтрація білизни; площі
Визначення:
Гармонійний (або частотний) аналіз системи - це її дослідження за допомогою її гармонічної реакції, тобто її реакції в синусоїдальному стаціонарному стані, коли вона піддається синусоїдальному введенню, пульсація якого .
Фільтр 1-го порядку:
Приклад фільтра низьких частот:
Приклад фільтра високих частот:
, з відсічним імпульсом при .
Фільтр 2-го порядку:
Приклад фільтра низьких частот:
де - власна пульсація фільтра та коефіцієнт демпфування.
Ми також визначаємо фактор якості .
Приклад фільтра високих частот:
Приклад смугового фільтра:
тут також представлена резонансна пульсація смугового фільтра.
Приклад насічного фільтра (або насічного фільтра):
Визначення: Позначення та загальні визначення
- зсув фази вихідної напруги відносно вхідної напруги фільтра.
- це функція передачі напруги фільтра:
є реальним виграшем:
- виграш у децибелах (:
На попередньому малюнку наведена діаграма Боде смугового фільтра, тобто графічне зображення коефіцієнта посилення в дБ () та фазового зсуву як функції імпульсу та в логарифмічному масштабі.
Основне: фільтрація 1-го порядку (приклад послідовної схеми RC)
(Див. Також експериментальний аркуш, присвячений фільтрам 1-го порядку)
Ми вивчаємо схему серії RC і вимірюємо вихідну напругу на відкритому виході.
Якісне вивчення природи фільтра:
На низькій частоті конденсатор еквівалентний розімкненому вимикачу (його імпеданс нескінченний).
Струм в ланцюзі дорівнює нулю. Таким чином, напруга на R також дорівнює нулю, а отже .
При високій частоті конденсатор еквівалентний дроту нульового опору. Тому, .
Отже, досліджуваний тут фільтр є фільтром низьких частот.
На відкритому виході правило дільника напруги дає:
власна пульсація фільтра, яка також є імпульсом відсічення, тобто імпульсом, для якого варто реальний коефіцієнт посилення, або еквівалентним, .
Це передавальна функція фільтра низьких частот 1-го порядку.
На попередньому малюнку наведено амплітудну діаграму Боде цього фільтра низьких частот 1-го порядку.
На наступному малюнку представлена діаграма Боде по фазі.
Інші фільтри 1-го порядку:
Схема серії RC, вихідна напруга на R:
Це фільтр високих частот.
С .
Схема серії RL, вихідна напруга на L:
Це фільтр високих частот.
Схема серії RL, вихідна напруга на R: