мощности источника (например, электрогенератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания), целесообразно ограничить и максимальную мощность, потребляемую фильтром (примерно до 10% от номинальной мощности, отдаваемой в нагрузку).

С точки зрен я обеспечения безопасности работы реактивный ток фильтра не должен превышать 5 мА, что-

Источник постоянного

I опо переменного тока -1

РазВязываюоее дстройстВо

ИсслеВуемыЛ фильтр

Генератор Сигналов

Развязывающий аттенюатор на WBB

Развязывающее устройство

pL J Lfi Раз).

Развязываю-,uйanmeнюa-торна WuG

Приемник

Ступенчатый аптенюатор

D-ISOdE ~?-

Измеритель

или индикатор

Рис. 6.17. Установка для измерения затухания, вносимого фильтром, с помощью 50-омной измерительной системы (по стандарту MIL-STD-220 А).

при напряжении 115 В и частоте 60 Гц соответствует емкости С = 0,01 мкФ.

Затухание, вносимое фильтром, может быть выражег но следующим образом (см. рис. 6.16):

Л[дБ] = 201Е([/,/[/ ) = 101д(Р,/Р,),

где Ub, Рь и Ua, Ра - напряжение и мощность, подводимые к нагрузке соответственно до и после включения фильтра.

Следует иметь в виду, что эта зависимость должна быть измерена во всем рабочем диапазоне частот фильтра. Стандартизованная (по стандарту M1L-STD-220 А *)) схема для таких измерений показана на рис. 6.17.

* Стандарт MIL-STD-220A оговаривает измерения затухания проходных конденсаторов и фильтров иа частоты до 1 ГГц. (Прим. ред.)

Следует подчеркнуть, что поскольку сопротивления источника и нагрузки фильтра для цепей питания обычно существенно отличаются от характеристического сопротивления Z=50 Ом, наиболее употребительного в коаксиальных измерительных системах рекомендуемый стандартом метод не применим для таких фильтров. Кро-

70 Ж?* 3-fO 10 3-10 10 Ъ-10 10 ъ-10 10

Шстота,Гц

Рис. 6.18. Затухание, вносимое одноэлементным фильтром в 50-ом-ную линию с малыми сопротивлениями источника и нагрузки.

ме того, поскольку частотная характеристика фильтра зависит от указанных сопротивлений, этот метод практически теряет смысл.

Пример. Пусть источник питания обеспечивает номинальное напряжение П5 В и уменьшение напряжения на 5% при потребляемом токе 100 А. Это значит, что источник имеет внутреннее сопротивление Zg (см. рис. 6.15), определяемое из выражения:

Ug=eg-IZg==eg(l-0,05),

т. е.

2g =

0,05eg 0,05-115В

100А

= 0,06 Ом.

Нагрузка, потребляющая ток /=55 А, имеет сопротивление

Zj = f/j j=110B/55A = 2 Ом.

Полученные значения сопротивлений источника и нагрузки 60 мОм и 2 Ом соответственно (на частоте 60 Гц) встречаются достаточно часто.

Если фильтр состоит из одного элемента (например, нз одного конденсатора С или одной катушки индуктивности L), то измеренное значение его затухания будет существенно зависеть от того, измеряется ли оно в коаксиальной 50-омной измерительной системе (случай 1) или в реальной схеме (случай 2):

Л[дБ]=201б

Zg+Zi } Zg+Zi

для cuC (Zg-fZi)/ZgZj. При Zg=Zi=50 Ом (вС=0,04, /с=10 кГц, С=0,63 мкФ

UB] = 201g(

1+

Zg+Zi J Zg+Zi

для coL >Zg+Zj.

при Zg=Z(=50 Ом (bL=100, /c=10 кГц, L=1 мГ.

Как видно из рис. 6.18, для фильтра, у которого, например, С=0,63 мкФ или L=l,6 мГ, в случае 1 частота среза равна 10 кГц, а наклон АЧХ вне полосы пропускания составляет 20 дБ/декада. При этом на частоте, например, 10 МГц затухание фильтра 60 дБ.

Однако при Zg=0,06 Ом и Z(=2 Ом (случай 2) частота среза увеличивается у емкостного фильтра с 10 кГц до 4,3 МГц, а у индуктивного- до 490 кГц. Обеспечиваемое затухание на частоте 10 МГц ухудшится у емкостного фильтра на 52 дБ, а у индуктивного- на 33 дБ (относительно 50-омной системы).

Применение фильтров, состоящих из трех п более элементов, позволяет снизить влияние сопротивлений источника и нагрузки, причем при различных соотношениях этих сопротивлений может потребоваться различное число элементов!

Схемы фильтров нижних частот (последовательно включенные катушки и параллельно включенные конденсаторы), соответствующие различным соотношениям указанных сопротивлений относительно 2=50 Ом, приведены на рис. 6.19 - 6.22. Штриховыми линиями обведены части схем, состав которых определяется следующими соображениями: 1) первым элементом фильтра при малом сопротивлении источника должна быть катушка, 2) при большом сопротивлении источника - конденсатор. Такой подход при выборе первого элемента фильтра позволяет уменьшить влияние сопротивления источника за