Аналоговые и цифровые фильтры предназначены для выделения или разделения по частотному признаку электрических сигналов. Если для аналоговых фильтров существует невообразимое множество различных технических решений, то в отношении цифровых фильтров дело обстоит решительно иначе.
Теоретические основы фильтрации цифровых сигналов разработаны достаточно основательно, зато практически реализуемых конструкций известно крайне мало.
К доступным для повторения относятся:
♦ цифровые фильтры, содержащие эклектику цифровых и аналоговых узлов;
♦ квазифильтровые многоканальные устройства клапанного типа;
♦ фильтры с использованием логических элементов и RC-цепочек.
Рассматриваемые ниже конструкции цифровых фильтров являются развитием и усовершенствованием фильтров, основанных на симбиозе элементов цифровой техники и времязадающих RC-цепочек.
Фильтр нижних частот: CD4001 (К561ЛЕ5) и CD4013 (К561ТМ2)
Фильтр нижних частот, выполнен на двух микросхемах: CD4001 (К561ЛЕ5) и CD4013 (К561ТМ2). Граничная частота фильтра при использовании указанных на схеме номиналах составляет 10 кГц и определяется по формуле:
Меняя соотношение RC-элементов цепочки R1C1, можно в широких пределах изменять граничную частоту фильтра (от ед. герц до ед. мегагерц). В области частот выше ед. мегагерц наблюдается заметное изменение скважности выходного сигнала.
Фильтр верхних частот на микросхеме CD4011 (К561ЛА7)
Фильтр верхних частот, имеет дополнительный логический элемент DD3.1 на микросхеме CD4011 (К561ЛА7) и пропускает сигналы, частота которых превышает 10 кГц.
Для того чтобы вместо дополнительной микросхемы использовать незадействованный ранее четвертый логический элемент микросхемы CD4001 (K561J1E5), можно воспользоваться его эквивалентом.
Полосовой фильтр на микросхемах CD4001, CD4011, CD4013
Полосовой фильтр показан на рис. Его верхнюю (граничную) частоту можно задавать плавным или дискретным изменением номиналов цепочки R1C1, а нижнюю — регулировкой потенциометра R3 и/или переключением емкости конденсатора С2.
При верхней (граничной) частоте 10 кГц нижнюю границу полосы пропускания фильтра можно плавно менять в пределах от 9,92 до 1,30 кГц.
Верхний частотный предел работы фильтров ограничен частотными характеристиками используемых разновидностей микросхем и существенно зависит от напряжения их питания: чем выше это напряжение, тем выше предельная рабочая частота.
Характеристики рассмотренных фильтров получены при питании 10 вольт.
Как вам статья?
