Электрические, механические и акустические фильтры

Ш.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ [c.88]

Во многих технических устройствах необходимо подавить одни частоты и выделить другие. Устройства, назначение которых состоит в том, чтобы пропускать желательный диапазон и задерживать колебания нежелательных частот, называют фильтрами. В зависимости от природы колебательного процесса фильтры могут быть электрическими, механическими и акустическими. Наиболее развита теория электрических фильтров, поэтому механические и акустические фильтры удобно рассматривать как аналоги электрических фильтров. Идеальные электрические фильтры, т. е. фильтры, не вносящие потерь, состоят только из реактивных сопротивлений-реактансов. Их типичная схема представляет определенное включение параллельного и последовательного корректирующих контуров. Иначе говоря, П-или Т-образная цепочка, включенная в линию, обладает свойством пропускать тот или иной диапазон частот (рис. 1П.6.1). [c.88]

Решение. Фильтрами называются системы, обладающие свойством пропускать сигналы одних частот (или в некоторой полосе частот) и задерживать колебания других. Теория электрических фильтров хорошо разработана. Поэтому для изучения механических и акустических систем, обладающих сходными свойствами, используется метод электромеханических и электроакустических аналогий. [c.285]

Однако каждая изображенная на рис, 12.32 схема при любой форме ее выполнения имеет потери энергии, поэтому реактивный фильтр в какой-то степени одновременно является и активным фильтром, поскольку электрический четырехполюсник обязательно имеет сопротивление О, в механической цепи всегда есть силы трения S 5 О и в гидравлическом или акустическом фильтре всегда есть гидравлические или аэродинамические сопротивления, определяемые коэффициентом потерь [c.373]

Этим методом аналогий удобно пользоваться при рассмотрении устройств, состоящих только из акустических систем типа звукопроводов, например акустических фильтров. При анализе преобразователей, состоящих из комбинаций электрических и механических систем, удобнее пользоваться вышерассмотренным методом электромеханических аналогий. [c.67]

Механическое изображение фильтра показано на рисунке б. Сделаем оценку поведения системы в предельных случаях. Пусть частота внешней силы F низкая, так что 0)т 1/ о)с ). Тогда инерционным сопротивлением масс можно пренебречь, а цепочка пружин, незначительно деформированных, образует один жесткий стержень, хорошо передающий колебания из узла I в узел 3. В области высоких частот, когда wm 1/(0)с ), большое инерционное сопротивление масс как бы "придерживает" соответствующий полюс пружины, в результате чего пружина деформируется и колебания из узла 1 в узел 3 передаются существенно ослабленными. Таким образом, система ведет себя как фильтр нижних частот. Электрический аналог этой системы представлен на рисунке в. Он представляет собой двухзвенный Т-образный фильтр. Последовательный и параллельный импедансы акустического фильтра равны [c.285]

Кварцевые кристаллы, используемые в электрических фильтрах, можно представить в виде резонаторов, соединенных между собой цепями, обеспечивающими распространение волн (соединительными проводами), для которых сдвиг фазы и затухание очень малы. При значительно более высоких частотах положение меняется и соединительные цепи необходимо рассматривать как коаксиальные линии [23] или волноводные фильтры. Поскольку скорость распространения упругих волн существенно меньше, чем скорость распространения электромагнитных волн, все устройства, применяемые для передачи акустических, гидравлических и механических колебаний, следует рассматривать в большинстве случаев как распределенные системы. [c.415]

При использовании цепи согласования следует учесть ее влияние на передаточную функцию. Частотную зависимость вносимого затухания можио получить, если воспользоваться полной блок-схемой фильтра на ПАВ в электрической схеме, изображенной на рис. 8.16, а. Собственно фильтр ограничен штриховой линией. К внешним акустическим клеммам преобразователей подключен характеристический механический импеданс Zm свободной поверхности. Из полной матрицы проводимости (7.93), полученной методом, описанным в разд. 7.7.5, и матрицы (7.97) для среды между преобразователями, вызывающей запаздывание, нетрудно получить полную матрицу проводимости фильтра иа ПАВ. С помощью этой матрицы можно проанализировать полную схему, приведенную на рис. 8.16, а. [c.387]

Поверхностная акустическая волна распространяется в тонком слое под поверхностью подложки и при использовании более высокого возбуждающего электрического напряжения амплитуда механического смещения может принимать высокие значения, что является причиной появления нелинейных эффектов, которые приводят к зависимости свойств фильтра от амплитуды входного напряжения. [c.415]

Механические и акустические фильтры. Суще-, ствует хорошо известный тип сложных электрических систем, называемых электрическими фильтрамщ характерной осо- [c.38]

Так как теория эле стрических фильтров строится на основе общей теории электрических четырёхполюсников, то краткому изложению основных сведений, относящихся к механическим и акустическим фильтрам, необходимо предпослать несколько замечаний о механических аналогах электрических четырёхполюсников. [c.39]

До частот 40—50 МГц используют ИКФ, выполненные в виде кварцевой пластины с напыленными на нее электродами, подвешенной на специальных изолирующих выступах в металлостеклянном корпусе. В кварцевых фильтрах используются объемные колебания сдвига пластины по толщине для преобразования электрической энергии в механическую и обратно. Амплитуда колебаний максимальна в подэлек-тродкой области и затухает вне ее по экспоненте. Это позволяет на одной пластине разместить несколько резонаторов (контуров), связанных. между собой акустической связью в той или иной степени, т. е. можно получить в одном корпусе систему связанных контуров. Высота корпуса ИКФ не превышает 6 мм. ИКФ имеют высокую стабильность и узкую полосу пропускания добротность их 1000 и выше. [c.225]

Акустоэлектроника — относительно новая область физической акустики и электроники. Она объединя как фундаментальные вопросы акустики твердого тела, так лх многочисленные приложения, главным образом к системам. работки сигналов и физике твердого тела. Как самостоятельное направление акустоэлектроника оформилась к концу 60-х годов, хотя отдельные работы, посвященные различным аспектам применения акустических волн (главным образом объемных) в электронике, в частности в линиях задержки и электромеханических фильтрах, появлялись и раньше [1—3]. В этих традиционных приложениях использовались, однако, лишь два свойства акустических волн - малая скорость, составляющая лишь / 10 от скорости электромагнитных волн, и относительно низкое затухание на длину волны. Лишь с появлением эффективных методов возбуждения высокочастотных (от 10 М1Гк до 3 ГГц) поверхностных акустических волн (ПАВ), в особенности с изобретением встречно-штыревого преобразователя, позволяющего эффективно возбуждать и принимать ПАВ в пьезоэлектрических кристаллах, стало возможным говорить об акустоэлектронике в том широком смысле, в котором она понимается сейчас. Последнее обусловлено следующими особенностями устройств на ПАВ. Во-первых, это те же малая скорость и затухание поверхностных волн во-вторых, интегральность исполнения большинства устройств на ПАВ, позволяющая использовать для их изготовления готовую технологию, разработанную ранее для интегральных микросхем в третьих, доступность тракта ПАВ, энергия которых сосредоточена вблизи поверхности, и связанная с этим возможность эффективного управления характеристиками этих волн с помощью всевозможных электрических и механических внешних воздействий. Наконец, многие а кустоэлектронные устройства обладают поистине уникальными свойствами. Если еще учесть их хорошую воспроизводимость, высокую надежность, то всеобщий интерес к акустоэлектронике станет вполне понятным. Литература по акустоэлектронике весьма обширна. Ей посвящено свыше пяти тысяч оригинальных статей, множество обзоров (см., например, [4—81), несколько монографий [9—14] и специальных выпусков журналов [151, [16]. Мы, разумеется, не будем пытаться осветить все [c.305]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...