последовательном включении сильно ослабляют токи резонансной частоты. Фильтры, основанные на резонансе напряжений, называются режекторными. У фильтров-пробок резонансное сопротивление может быть значительно больше индуктивного сопротивления дросселя на той же частоте, и поэтому они обеспечивают лучшую фильтрацию, чем обычные LC-фильтры. У режекторного

--Z,

Рис. 2.10. Резоиансные фильтры,

а - фильтр с включением параллельного контура (фильтра пробки) вместо дросселя; б -фильтр с включением последовательного контура (режекторного фильтра) вместо конденсатора; в - фильтр с применением фильтра пробки и режекторного фильтра.

фильтра цепочка L\Cu включенная на выходе, при резонансе имеет минимальное сопротивление, которое может быть меньше емкостного сопротивления конденсатора С, и поэтому при ее применении коэффициент сглаживания возрастает.

На рис. 2.10, а приведена схема резонансного фильтра с применением фильтра-пробки вместо дросселя. Параллельный контур этого фильтра настроен в резонанс на частоту пульсации соп. На этой частоте он имеет большое резонансное сопротивление и сильно ослабляет гармонику пульсации, имеющую частоту ©п- Конденсатор контура, как правило, имеет большую добротность, что позволяет не учитывать его активное сопротивление. Поэтому резонансное сопротивление контура определяется активным сопротивлением катушки гь. Резонансная частота контура, которая должна быть равна ©n,JipH невысокой добротности заметно отличается ot\iYiC:

соп=з-L-A/C-4. (2.18а)

На этой частоте сопротивление контура чисто активное и равно произведению волнового сопротивления контура р== VLjC, на добротность Q=p/rLi

ZpL/CtL. (2.19)

Ток с частотой пульсации замыкается через реактивное сопротивление конденсатора фильтра С, поэтому коэффициент сглаживания фильтра определится как отношение резонансного сопротивления контура Zp к емкостному сопротивлению конденсатора фильтра Хс\

q = wLCo/CrL. (2.20)

Для токов с частотой пульсации больше резонансной контур будет иметь сопротивление емкостного характера и фильтр превратится в емкостный делитель напряжения. Коэффициент сглаживания для высших гармоник пульсации с учетом того, что почти весь ток высших гармоник пройдет через конденсатор контура, будет равен:

q{C + C,)/C. (2.21)

Для токов с частотой ниже, чем резонансная частота, сопротивление контура будет носить индуктивный характер, и резонансный фильтр превращается в обычный Г-образный LC-фильтр.

На рис. 2.10,6 показана схема резонансного фильтра с режекторным фильтром LiCi вместо конденсатора. При резонансе сопротивление фильтра чисто активное и равно активному сопротивлению катушки ri и коэффициент сглаживания будет:

= L/r. (2.22)

В схеме резонансного фильтра рис. 2.10, в совместно использованы фильтр-пробка и режекторный фильтр, что дает повышенную фильтрацию. При необходимости ослабления нескольких частот параллельно нагрузке подключают режекторные фильтры, настроенные на эти частоты.

Резонансные фильтры эффективны для сглаживания токов одной частоты. Эти фильтры нужно настраивать в резонанс на подавление наиболее интенсивной гармоники. Индуктивность катушки фильтра зависит от величины тока, протекающего по ней. При изменении тока нагрузки контур фильтра расстраивается и коэффици-,ент сглаживания фильтра изменяется. Эти недостатки резонансных фильтров ограничивают их применение.

Для сглаживания пульсации при больших токах нагрузки можно использовать дроссель с дополнительной компенсационной обмоткой (рис. 2.11). Действие ком-

5* 67

пенсационной обмотки заключается в компенсации пульсации за счет трансформации переменного напряжения с обмотки L{ в обмотку L2. Выпрямленный ток, проходя по обмотке Li, создает в сердечнике дросселя переменную составляющую магнитного потока, которая наводит ЭДС в обмотке L2. Поскольку включение обмотки L2 встречное, то можно ослабить таким образом пульсации.

Для лучшей компенсации пере-

ЛрП; менной составляющей компенса- ционная обмотка имеет несколь-

ко отводов. Подсоединяя большее или меньшее количество витков, можно подобрать необходимую компенсацию. Дроссели с . компенсирующей обмоткой уни-

коменсацией перемен фицированы и выпускаются проной составляющей. мышленностью.

2.5. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ

В фильтрах на реактивных элементах объем и масса дросселя становятся соизмеримыми с объемом и массой трансформатора. Дроссель приходится изготавливать с немагнитным зазором, что увеличивает магнитное рассеяние и является источником помех.

Транзисторные фильтры не имеют Дросселя, значительно меньше по объему н массе и могут обеспечить малое выходное сопротивление; Принцип действия транзисторных фильтров основан на использовании особенностей выходной характеристики транзистора (рис. 2.12). При выборе рабочей точки транзистора после перегиба выходной характеристики (точка А) сопротивление между коллектором и эмиттером постоянному току Rct=Uk/Ik будет меньше, чем сопротивление переменному току /?д н=Д6к /А/к , поэтому транзистор можно использовать вместо дросселя в схеме фильтра.

Транзисторные фильтры различают по способам подключения нагрузки: последовательно или параллельно транзистору. При последовательном включении нагрузки она может быть включена в цепь коллектора или эмиттера.

Если постоянная времени цепочки RC в транзисторном фильтре с нагрузкой, включенной в цепь коллектора (рис. 2.13), значительно больше периода пульсации