ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, электрич. устройство, в к-ром из спектра поданных на его вход электрич. колебаний выделяются (пропускаются на выход) составляющие, расположенные в заданной области частот, и не пропускаются все остальные составляющие. Э. ф. используются в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики, радиоизмерит. техники и т. д.- везде, где передаются электрич. сигналы при наличии др. (мешающих) сигналов и шумов, отличающихся от первых по частотному составу; они применяются также в выпрямителях тока для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Область частот, в к-рой лежат составляющие, пропускаемые (задерживаемые) Э. ф., наз. полосой пропускания (полосой задерживани я). Фильтрующие свойства Э. ф. количественно определяются относит, величиной вносимого им затухания в составляющие спектра электрич. колебаний: чем больше различие затуханий в полосе задерживания и полосе пропускания, тем сильнее выражены его фильтрующие свойства. По виду кривой зависимости затухания от частоты (по взаимному расположению полос пропускания и задерживания) различают Э. ф.: нижних частот (ФНЧ), пропускающие колебания с частотами не выше нек-рой граничной f_B и задерживающие колебания с частотами выше f_B; верхних частот (ФВЧ), в к-рых, наоборот, пропускаются колебания с частотами выше нек-рой f_H и подавляются колебания ниже этой границы; полосно-пропускающие (ППФ), или полосовые, выделяющие колебания только в конечном интервале частот от f_B до f_u; полосно-задерживающие (ПЗФ), иначе режекторные фильтры, обратные ППФ по своим частотным характеристикам.

Конструкция Э. ф., технология их изготовления, а также принцип действия определяются прежде всего рабочим диапазоном частот и требуемым видом частотной характеристики. В диапазоне от единиц кгц до десятков Мгц (в отд. случаях - до единиц Ггц) получили распространение LC-фильтры (рис. 1, а, в, г), содержащие дискретные элементы - катушки индуктивности и электрич. конденсаторы; в диапазоне от долей гц до сотен кгц наиболее часто используют пассивные или активные КС-фильтры (рис. 1, б), выполненные на основе резисторов и конденсаторов (активный, кроме того, содержит усилитель электрических колебаний). Действие LC- и КС-фильтров основано на использовании зависимости сопротивления реактивного (ёмкостного и индуктивного) от частоты переменного тока. Для фильтрации сигналов, частота к-рых составляет доли гц, служат электротепловые фильтры (ЭТФ), конструктивно представляющие собой стержень с источником тепла и термоэлектрич. преобразователем; введение в ЭТФ усилителей с обратной связью позволяет реализовать электротепловые ФВЧ и ППФ. Известны также электромеханич. фильтры, выполненные на основе дисковых, цилиндрич., пластинчатых, гантельных и камертонных резонаторов. В таких Э. ф. используется явление механич. резонанса; применяются в диапазоне от неск. кгц до 1 Мгц. Высокими фильтрующими свойствами обладают пьезоэлектрич. ППФ и ПЗФ, материалом для изготовления к-рых служит пьезокварц или пьезоэлектрическая керамика (см. также Пьезоэлектричество). Таковы, напр., пьезокварцевые фильтры на дискретных элементах - кварцевых резонаторах в сочетании с катушками индуктивности и конденсаторами ; монолитные многорезонаторные пьезокварцевые фильтры. Связь между резонаторами в последних осуществляется посредством акустич. волн - объёмных (для фильтров, применяемых в диапазоне частот от неск. Мгц до десятков Мгц) либо поверхностных (в диапазоне от неск. Мгц до 1-2 Ггц). Особую группу Э. ф. составляют цифровые фильтры (рис. 2), часто выполняемые на интегральных схемах. В сверхвысоких частот технике Э. ф. реализуют на основе отрезков линий передачи (коаксиальных кабелей, полосковых линий, металлич. радиоволноводов и др.), являющихся по существу распределёнными колебательными системами. В диапазоне 100 Мгц - 10 Ггц применяют гребенчатые, шпилечные, встречно-стержневые, ступенчатые и др. Э. ф. из полосковых резонаторов (рис. 3). В диапазоне от неск. Ггц до неск. десятков Ггц распространены волноводные Э. ф., представляющие собой волноводную секцию с повышенной критич. частотой (вол-новодный ФВЧ), либо секцию, содержащую резонансные диафрагмы или объёмные резонаторы (волноводный ППФ). Лит.: Белецкий А. Ф., Теоретические основы электропроводной связи, ч. 3, М., 1959; его же, Основы теории линейных электрических цепей, М., 1967; Знаменский А. Е., Теплюк И. Н., Активные RC-фильтры, М., 1970; Алексеев Л. В., Знаменский А. Е., Л о т к о в а Е. Д., Электрические фильтры метрового и дециметрового диапазонов, М., 1976.

А. Е. Знаменский.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, электрофильтр (в газоочистке), аппарат для удаления из пром. газов взвеш. жидких или твёрдых частиц путём ионизации этих частиц при прохождении газа через область коронного разряда и последующего осаждения на электродах. Э. ф. в большинстве случаев состоит из двух частей: собственно Э. ф.- осадительной камеры с коронирующими и осадительными электродами - и источника напряжения. В Э. ф. зоны ионизации и осаждения могут быть совмещены или отделены одна от другой. Работают Э. ф. только на постоянном электрич. токе высокого напряжения (40-70 кв); коронирующие электроды всегда подключены к отрицат. полюсу источника тока. По состоянию газовой среды Э. ф. делятся на мокрые (газы насыщены влагой до точки росы) и сухие. По способу удаления частиц Э. ф. подразделяются на периодич. и непрерывные. Работают Э. ф. как при атм. давлении, так и при давлении выше и ниже атмосферного; темп-pa газов может достигать 500 ⁰С и более; степень очистки газов - до 99,9%. Э. ф. широко применяются для тонкой очистки дымовых газов тепловых электростанций, в чёрной и цветной металлургии и т. д.

1) устройство, предназначенное для частотного разделения электрич. сигнала (см. рис.). Из совокупности сигналов произвольных частот, поступающих на вход Э. ф., на его выходе остаются сигналы, содержащие частоты, определяемые т. н. полосой пропускания; для остальных частот сигналов Э. ф. создаёт достаточно большое затухание, т. е. они попадают в т. н. полосу задерживания. Э.^ф, применяют в выпрямителях (см. Сглаживающий фильтр), в многоканальных линиях дальней телегр. и телеф. связи и мн. др.

2) Аппарат для очистки пром. газов от взвеш. жидких или твёрдых частиц путём их ионизации н последующего осаждения на электродах.

Типичные схемы электрических фильтров Для частотного разделения сигналов: а и б - Т-образный и П-образный фильтры нижних частот; в и г - фильтры верхних частот; L - индуктивность; С - ёмкость