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]

МЕХАНИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ [c.41]

Стол представляет собой акусто-механический фильтр, позволяющий гасить механические и акустические колебания в достаточной степени для изготовления отражательных голограмм размером более 1 Х0,75 м при времени экспонирования до 2,5 мин. Закладные части (рис. 45) позволяют жестко закрепить на столе конструктивные элементы — рельсы, рейтеры, рамы, подставки различных размеров. При необходимости подачи света от лазера в плоскость стола сверху закладные части позволяют закрепить систему колонн с поперечными балками и плитами наверху, на которых устанавливают оптические элементы. Если используемые лазеры не требуют систематической подстройки, регулировки и другого обслуживания, их тоже можно размещать в верхнем ярусе, что освобождает рабочую поверхность стола для других элементов. Полые колонны и направляющие трубы больших рейтеров заполняют песком. Общий вид стола с лазерами и сферическим зеркалом диаметром 1,3 м показан на фото 2. [c.90]

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]

ИЛИ другой акустической связующей средой и создание высокого гидростатического давления внутри цилиндра обеспечивает необходимую механическую прочность. Однако при этом сам цилиндр становится чрезмерно жестким и возникает необходимость в акустическом фильтре пропускания низких частот между его внутренней и внешней частями. [c.289]

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]

Другой механический фильтр, выполненный на основе слоистой решетки, был сконструирован в виде виброизолирующей проставки для крупных машин (рис. 7.32). Проставка состоит из двух стальных листов 1 с вырезами, аналогичными изображенным на рис. 7.30, и дополнительных масс 2. С помощью плиты 5, сваренной с листами 1, проставка крепится к опорным лапам машины. Для крепления проставки к амортизаторам была сделана составная промежуточная пл ига 4. Она имеет значительную массу для обеспечения необходимой акустической нагрузки для решетки. Виброизоляция этой проставки была исследована в заводских условиях на одном из дизелей f6, 7]. [c.254]

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]

Выше звукового диапазона располагается диапазон ультразвуковых механических колебаний. Ультразвук для человека неслышим, но широко используется в радиоэлектронике для создания устройств, служащих для обработки радиотехнических сигналов. например фильтров, линий задержки, преобразователей формы сигналов (в миниатюрном исполнении с использованием принципа поверхностных акустических волн — ПАВ), для лечебных целей в медицине, для совершенствования технологических процессов в промышленности. Механические колебания в упругих средах с диапазоном частот 7 —10 . .. 10 Гц — гиперзвуковые частоты — используют в технике физического эксперимента и др. [c.18]

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]

Пример реализации метода регистрации шумов объекта при взаимодействии с другим объектом - методика, с помощью которой контролируются дефекты кромок поверхности цилиндрических изделий - ферритовых изделий радиопромышленности, керамических фильтров, топливных таблеток ядерных реакторов, втулок и др. Методика заключается в регистрации различий акустических шумов, создаваемых дефектными изделиями при их скатывании по наклонной поверхности. Если цилиндрическое изделие катится под действием силы тяжести по поверхности с вогнутым профилем, то возникающий шум определяется характером механического контакта кромок изделия с наклонной поверхностью. Если сколы отсутствуют, то контур кромки катится по поверхности, шум монотонно возрастает из-за ускорения движения изделия и сравнительно невелик. При наличии скола в моменты касания дефектной об -ласти с наклонной поверхностью происходят удары, появляются импульсные составляющие. Таким образом, характеристики шума качения изделия содержат информацию о состоянии его кромок. [c.254]

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]

Следует обратить внимание, что силы Spi и Spn, действующие на микрофон, как видно из (4.82), пропорциональны частоте. Поэтому, имея в виду (4.69), следует в этом микрофоне механические сопротивления подвижной системы (диафрагм) сделать частотнонезависимыми. Это необходимо еще и потому, что звено акустического фильтра внутри микрофона будет давать постоянное по времени запоздание давления, независимое от частоты лишь в том случае, когда нагружено на активное сопротивление, равное волновому. Поэтому диафрагмы такого конденсаторного микрофона натягивают слабо, чтобы резонанс их лежал в середине диапазона передаваемых частот и преобладающим было вязкое сопротивление воздуха между диафрагмами и неподвижным электродом. Тогда можно приближенно достигнуть условия равенства механического сопротивления диафрагм волновому сопротивлению звена фильтра. [c.153]

Для анализа акустических систем разработан метод электроакустических аналогий. По этому методу давление р считают аналогом напряжения, скорость колебаний V — аналогом плотности тока, а объемную скорость колебаний 7а — = и5 (где 5 — поперечное сечение звукопровода)—аналогом тока. Для трубки длиной I акустическая масса гпц = = р//5 и акустическое активное сопротивление Гц=Гк18 . Для объема V акустическая гибкость Са=См52= l//YPa. . Методом этих аналогий удобно пользоваться при рассмотрении устройств, состоящих только из акустических систем, например акустических фильтров. Комбинации из акустических и механических систем можно рассматривать и с помощью электроакустических аналогий. При этом все механические сопротивления надо заменять на соответствующие им акустические, а силы и скорости— на давления и объемные скорости по формулам 2а = 2м/5-м, р = О = [c.76]

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]

Очищенные от окислов железа с помощью ультразвука фильтрующие материалы, отобранные из работающих фильтров, обладают сорбционными свойствами такими же, как и свежий материал. Проведение большого количества филь-троциклов, в которых через колонки с очищенными катионитом КУ-2 и анионитом АВ-17 фильтровалась суспензия окис-jtOB железа, содержавшая 500 мкг/л железа, показало, что при этом задерживается 2,5 кг железа в пересчете на 1 м катионита и 1 м анионита. В фильтрате железо отсутствовало, что свидетельствует о полноте его задержания, а также о широких возможностях ультразвуковой очистки Лильтрующих материалов от механических загрязнений. Развитая поверхность И хорошее перемешивание ионитов в акустических полях способствуют надежности и устойчивости процесса с возможностью полной его автоматизации. [c.235]

Акустоэлектронит. Основные задачи акустоэлектроники связаны с возбуждением, распространением и приемом высокочастотных волн в твердых телах, взаимодействием этих волн с электромагнитными полями. Из всех акустических волн наибольший интерес с точки зрения практических приложений представляют поверхностные акустические волны. Кроме того, важную роль волновые процессы в упругих телах играют в связи с задачами обработки сигналов, в частности в связи с созданием механических резонаторов и фильтров. [c.15]

Многочислениые применения акустических колебаний в различных областях человеческой деятельности представляют собой самостоятельные темы, которые обычно не входят в круг вопросов, рассматриваемых физической акустикой. Однако механические колебания резонаторов и прохождение акустических волн через фильтры и линии задержки представляют интерес для акустики и рассматриваются в курсах ультразвука и физичоской акустики. Дисперсионные линии задержки и линии без дисперсии описываются в гл. (5 и 7 настоящей книги. В данной главе рассматриваются акустические колебания в резонаторах и фильтрах. [c.398]

Рис. 6.20. Структурная схема акустической системы фирмы Филиис со встроенным усилителем и механической обратной связью 1 — источник сигнала 2 — электронный фильтр 3 — усилитель СЧ и ВЧ-сигналов 4 — фильтр 5 — ВЧ-громкоговоритель 6 — СЧ-громкоговоритель 7 — НЧ-громкоговори-тель с механической обратной связью 8 — усилитель НЧ-сигналов

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...