Что такое фильтр высоких частот

Фильтры ВЧ. Виды и работа. Применение и особенности

Электронные каскады, фильтрующие высокие частоты (ФВЧ) – это схемы, благодаря которым удается пропускать высокочастотные колебания и «подавлять» до минимума остальные составляющие общего сигнала. Фильтры ВЧ выполняют не только особую избирательную функцию; они нередко используются и в качестве элементов межкаскадных связей в современных усилительных устройствах.

Термины «высокие», «средние» и «низкие частоты», предназначенные для ВЧ, СЧ, НЧ колебаний, выбираются в данном случае чисто условно. Значения частотной характеристики обрабатываемого сигнала определяются стоящими перед разработчиками задачами и назначением описываемого устройства.

Фильтры ВЧ в схемах и их разновидности

При разработке схемных решений, обеспечивающих пропускание ВЧ сигналов, используются элементы преобразующих цепей, имеющие нелинейные переходные характеристики (емкости и индуктивности, в частности). Особенности зависимости их импеданса (эквивалентного сопротивления) от частоты позволяют организовать избирательную цепочку с заранее просчитанными техническими характеристиками.

Поскольку в качестве нелинейных элементов могут использоваться как емкости, так и индуктивности – возможные решения представлены двумя разновидностями схем RC b RL цепями.

Фильтры ВЧ с конденсатором и резистором (RC-схемы)

На (Схема-1) функцию элемента, определяющего нелинейный характер фильтрующей цепочки, выполняет последовательно включенный конденсатор. Скорость его заряда и разряда через параллельно подсоединенный резистор R в основном зависит от частоты следования входных сигналов синусоидальной формы.

Работа этой цепи описывается следующим образом:

• Поступающие на вход схемы НЧ и СЧ сигналы с относительно большой длиной волны не успевают полностью заряжать и разряжать конденсатор C.
• В результате этого для них на выходе формируется обрезанная и вытянутая вдоль оси абсцисс синусоида.
• Из-за этого ее амплитуда близка к потенциалу нулевого провода.

В отличие от НЧ и СЧ составляющих высокочастотные колебания очень быстро перезаряжают конденсатор и проходят на выход этой цепи практически без потерь.

Фильтры ВЧ на индуктивном элементе (RL)

На (Схема-2) в качестве нелинейной части схемы применяется дроссель с заданным значением индуктивности, включенный в цепь параллельно выходу. В данном решении используется свойство индуктивных элементов накапливать энергию ВЧ колебаний, рассеивая ее на внешней нагрузке с небольшим опозданием (сдвигом фазы).

Чем выше частота колебаний сигнала – тем большую энергию аккумулирует выходная катушка и тем значительнее фазовый сдвиг, достигающий 90 градусов.

Благодаря этой особенности индуктивного элемента НЧ и СЧ составляющие полностью рассеиваются на резисторе R, а ВЧ сигнал свободно «проходит» на выход схемы.

Аналитическая форма представления ВЧ фильтров

Лучше понять, как работают фильтры ВЧ, поможет ознакомление с аналитическими преобразованиями, которые претерпевает сигнал при его прохождении через эти цепочки. Для этого удобно представить составляющие фильтр части в виде двух комплексных величин Z1 и Z2. В зависимости от того, какая из них выбрана в качестве нелинейного элемента – возможны два следующих варианта.

Емкостная цепочка

В этом случае общее сопротивление последовательной цепи с резистором и емкостью будет выглядеть так:

Z1+ Z2 = R+(1/jwС)

Где C – это емкость конденсатора.

w – круговая скорость колебаний (частота сигнала).

Из приведенного выражения видно, что для НЧ и СЧ колебаний при какой-то средней величине емкости второй его член будет достаточно велик. Цепочка для них представляет большое сопротивление. В результате эти сигналы если и будут проходить на выход, то с очень малой амплитудой (с большим затуханием).

Для высоких частот все складывается в этом случае наоборот. За счет большого значения радиальной скорости второй член в выражении устремляется к нулю, а сопротивление всей цепи становится минимальным. Высокочастотные колебания без каких-либо потерь свободно проходят на выход.

RL схемы

Для цепочки, в которой вместо конденсатора C устанавливается индуктивность L, приведенная выше формула принимает следующий вид:

Z1+ Z2 = R+jwL

Где L – это индуктивность катушки.

w – круговая частота сигнала.

В этом случае для низких и средних частот при фиксированном значении L второй член выражения очень мал. Это приводит к падению всего входного напряжения на сопротивлении R. То есть в такой схеме из частот на выход практически ничего не «проходит».

Для ВЧ колебаний вторая составляющая достаточно велика и на этой части комплексного импеданса «падает» большая часть входного напряжения. При этом на активном сопротивлении R практически ничего не остается. Таким образом, ВЧ сигнал преодолевает фильтрующую цепочку почти без потерь.

Как фильтры ВЧ реагируют на прямоугольные импульсы

Для полноты понимания того, как функционируют фильтры ВЧ – потребуется ознакомиться с их реакцией на последовательность импульсов прямоугольной формы. Но прежде необходимо понять, что собой представляют сигналы этого типа. Согласно теории гармонических колебаний такая последовательность или отдельный импульс – это результат сложения множества простейших гармоник практически всех частот. В него помимо низкочастотных составляющих также входят сигналы средней и высокой частоты.

Понятно, что при прохождении через фильтры ВЧ прямоугольный импульс «потеряет» часть своих гармонических составляющих (низкие и частично – средние частоты). На выходе цепочек типа «RC» и «LR» будут преобладать высокочастотные компоненты. Это приведет к видоизменению входного импульса, который превратится в дифференцированный сигнал особой формы.

Конкретные параметры выходных колебаний зависят от следующих факторов:

• Частота следования входных импульсов.
• Величина импеданса дифференцирующей цепочки (фильтра ВЧ).
• Амплитуда импульсов и их скважность.

Из-за того, что в цепи с конденсатором протекают зарядные и разрядные процессы (ток в нагрузке меняет свое направление) – на выходе появляются отрицательные всплески напряжения. Это свойство нередко используется в электронных схемах, когда необходимо получить короткие синхронизирующие импульсы различной полярности.

Основные характеристики ФВЧ

Полностью описать функционал фильтров ВЧ удается, если воспользоваться следующими рабочими характеристиками схемных решений:

• Частота среза обрабатываемых сигналов.
• Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в полосе пропускания.
• Вид АЧХ.
• Величина задержки фильтра и его фазовая характеристика (ФЧХ).
• Среднее время установки сигнала.

К рабочим параметрам ВЧ фильтров, полностью характеризующим эти устройства, также относят динамический диапазон сигнала в полосе частот пропускания.

Фильтры ВЧ – разделительные элементы межкаскадных RC-связей

Фильтры ВЧ могут использоваться не только в качестве избирательного элемента или дифференцирующего звена электронных каскадных устройств. Нередко такие схемы востребованы при необходимости организации межкаскадной RC-связи. Если на их входе действует напряжение прямоугольной формы с периодичностью Т<<RC – на выходе удается получить его точную копию. Для понимания этого эффекта достаточно разобраться с тем как работает схема с RC-цепочкой.

При ее анализе важно учесть следующие моменты:

• Конденсатор в течение половины периода успевает почти полностью перезарядиться, так что выходное напряжение будет идентично сигналу на входе.
• Поскольку постоянный ток через него не течет (основное свойство конденсатора) – среднее значение напряжения на выходе равно нулю.
• То есть постоянная составляющая в схемах с RC-цепочкой на выход не передается.

Все эти свойства позволяют использовать фильтрующие конденсаторные элементы, в частности, в различных каскадах усилительных трактов. Чаще всего они устанавливаются на тех участках схем, где возникает необходимость в избирательном пропускании сигнала.

Области применения

В первую очередь фильтры ВЧ широко применяются в электронике и электротехнике. Дело в том, что большинство современных схем, используемых при построении различных электронных устройств, нуждаются в фильтрующих и разделительных каскадах. Их функцию как раз и выполняют RL и RC-цепочки.

Помимо этого ФВЧ достаточно часто используются при решении следующих задач:

• Обработка звуковых (акустических) колебаний.
• Разделение сигналов по частотам (кроссирование).
• Построение видеоряда.

В первом случае фильтры ВЧ позволяют выделять нужные составляющие при синтезе музыкального звукоряда, например, или при очистке сигнала от «паразитных» шумов с высокочастотным спектром. Для кроссирования колебаний в зависимости от их предназначения используются специальные разделительные фильтры, построенные на основе RC-цепочек.

Возможности этих элементов электрических и электронных схем до сих пор полностью не исчерпаны. Их перспективность подтверждается постоянным применением фильтров ВЧ в самых современных разработках.

Фильтр высокой частоты своими руками

В этой статье будет рассказано о том, как сделать фильтр высокой частоты своими руками. Но прежде чем мы с вами начнем в этом разбираться, мы должны кое-что понять. То, что же из себя представляют сами фильтры высоких и низких частот.

Определение

Фильтры можно поделить на верхние (высокие) и нижние (низкие) частоты. Почему люди часто говорят “верхние”, а не “высокие” частоты? Происходит это из-за того, что с двух килогерц начинаются высокие в звукотехнике. Но два килогерца в радиотехнике — это частота звука, и поэтому ее называют “низкой”.

Также существует такое понятие, как средняя частота. Относится оно к звукотехнике. Так что же такое фильтр средней частоты? Это комбинация из нескольких вышеперечисленных устройств. Также это может быть полосовой фильтр.

Фильтр высокой частоты – это электронный или какой-нибудь прочий аппарат, который пропускает верхние частоты сигнала, и который на входе подавляет частоту сигнала в соответствии с ранее заданным срезом. Степень подавленности будет также зависеть от определенного типа фильтра.

Низкочастотный отличается тем, что он может пропускать входящий сигнал, который будет ниже заданного среза, при этом подавляя верхние частоты.

Область применения

Фильтр высокой частоты можно использовать для того, чтобы выделять высокочастотные сигналы. Также часто его применяют при обработке аудиосигналов, например, в раздельных фильтрах, которые еще называют кроссоверными. Также они используются для обрабатывания изображений, чтобы можно было осуществить преобразование в частотной области.

Вот из чего состоит простейший фильтр высоких частот:

• Резистор.
• Конденсатор.

Работа сопротивления на емкость (R х С) есть постоянной времени (длительность протекания процесса) для данного фильтра, которая будет обратно пропорциональна частоте среза в герцах (единица измерения процессов колебаний).

Расчет фильтра высоких частот

Итак, как же мы можем провести расчет? Чтобы выполнить все действия на дому, нужно сделать одну из самых простых таблиц автоматического расчета в Microsoft Excel, но для этого нужно уметь пользоваться формулами в этой программе.

Можно пользоваться такой формулой:

Где f – это частота среза; R – это сопротивление резистора, Ом; С – это емкость конденсатора, Ф (фарады).

Представленные устройства бывают пяти видов, и сейчас мы с вами их поочередно рассмотрим.

• П-образные — по виду напоминают букву П;
• Т-образные — напоминают букву Т;
• Г-образные — напоминают букву Г;
• одноэлементные (конденсатор служит фильтром для высоких частот);
• многозвенные – это те же самые Г-образные фильтры, только в этом случае они соединены последовательно.

П-образные

Можно сказать, что эти фильтры такие же, как и Г-образные, но к ним присоединяется вдобавок еще одна часть вначале. Все, что будет написано для Т-образных, будет верно и для П-образных. Отличия лишь заключаются в том, что у них увеличится шунтирующее действие на радиоцепь, стоящую спереди.

Для того чтобы рассчитать П-образный фильтр, вам надо будет использовать формулу делителя напряжения и добавить дополнительное шунтирующее сопротивление первого элемента.

Вот вам примеры перехода Г-образного RC фильтра в П-образный RC также высоких частот:

На изображении можно заметить, что к исходной цепи добавляется еще один резистор 2R, расположенный параллельно первому.

Вот пример преобразования в RL:

Здесь вместо резисторра выстпает катушка индуктивности. Так же добавляется вторая (2L), расположенная параллельно первой.

И третий пример — преобразования в LC:

Т-образные

Т–образный фильтр — это тот же самый Г-образный, только с добавлением еще одного элемента.

Они будут рассчитываться таким же образом как и делитель напряжения, который будет состоять из двух частей с нелинейным АЧХ. Далее к полученному значению необходимо прибавить число реактивного сопротивления третьего элемента.

Также можно использовать и другой метод расчета, однако на практике он менее точен. Его суть заключается в том, что после полученного значения первой рассчитанной части Г-образного фильтра переменная растет или падает в двойне и распределяется на два элемента.

Если это будет конденсатор, тогда значение емкости катушек растет вдвойне, если же это резистор или дроссель, тогда значение сопротивления катушек, наоборот, падает вдвойне.

Примеры преобразования приведены ниже.

Переход Г-образного RC фильтра в Т-образный:

На изображении видено, что для перехода необходимо добавить второй конденсатор (2C).

В данном случае все по аналогии. Для успешного перехода необходимо добавить второй резистор, подключенный последовательно.

Г-образные

Г-образный фильтр – это делитель напряжения, который состоит из двух составляющих с нелинейной АЧХ (амплитудно-частотная характеристика). Для данного фильтра разрешается использовать схему и все формулы делителя напряжения.

Его можно представить так:

Если мы заменим сопротивление R1 на конденсатор, то у нас получится фильтр верхних частот. Фото измененной схеме вы можете наблюдать ниже:

Формулы для расчета:

U вх=U вых*(R1+R2)/R2; U вых=U вх*R2/(R1+R2); R общ=R1+R2

R1=U вх*R2/U вых – R2; R2=U вых*R общ/U вх

Сейчас давайте наглядно рассмотрим, как провести расчет.

Фильтр высоких частот для пищалок

Строение такого фильтра довольно простое. Он будет состоять всего лишь из двух деталей – конденсатора и сопротивления.

Роль фильтра, который будет отсеивать среднечастотные и низкочастотные составляющие в аудиосигнале, будет исполнять непосредственно роль самого конденсатора. И простите за тавтологию, сопротивление будет выполнять роль сопротивления, то есть уменьшать уровень громкости.

Важно: высокие частоты эквалайзером с главного устройства не отрезаются — это будет вести к плохому звучанию. Лучше уменьшать их количество при помощи сопротивления.

Оптимальным сопротивлением будет считаться 4,0 и 5,5 Ом.

Затрачиваемые материалы для создания

Для создания фильтра высокой частоты для пищалки вам будут необходимы следующие материалы:

• одно сопротивление 5,5 Ом;
• одно сопротивление 4,0 Ом;
• два конденсатора МБМ 1,0 мкФ;
• изолента либо термоусадочная трубка.

Активный фильтр высоких частот

Активные фильтры обладают огромным преимуществом перед их пассивными «сородичами», тем более на частотах, значение которых меньше 10 кГЦ. Дело в том, что пассивные содержат катушки повышенной индуктивности и конденсаторы, которые обладают большой емкостью. Из-за этого они получаются громоздкими и дорогостоящими, и поэтому их характеристика по итогу выходит далеко не идеальной.

Большой индуктивности достигают благодаря увеличенному количеству витков катушки и использования ферромагнитного сердечника. Это освобождает ее свойства чистой индуктивности, потому что длинный провод катушки с большим числом витков имеет значимое сопротивление, а ферромагнитный сердечник подвергается влиянию температуры, что в значительной мере сказывается на его магнитных свойствах. Из-за того, что необходимо использовать большую емкость, приходится применять конденсаторы, которые обладают не лучшей стабильностью. К ним можно отнести электролитические конденсаторы. Фильтры, именуемые активными, во-многом лишены указанных выше недостатков.

Дифференциаторные и интеграторные схемы построены с применением операционных усилителей, они собой представляют простейшие активные фильтры. Когда выбирают элементы схемы по четкой инструкции, соблюдая зависимость от частоты дифференциатора, они становятся высокочастотными фильтрами, а от частоты интеграторов, напротив, – низкочастотными. Фото, объясняющие все сказанное, приведено ниже:

Фильтр высоких частот на усилителе

Рассмотрим настройку усилителя в машине.

Перед тем как настроить усилитель в машине, нужно сбросить все настройки главного устройства на нули. Величину частоты среза кроссовера нужно выставить в диапазоне 50-70 Гц. Фронтальный фильтр канала на усилителе в автомобиле устанавливают в положение высоких частот. Частота среза в данном случае выставляется в диапазоне 70-90 Гц.

Если конструкция будет предусматривать поканальное усиление фронтальных колонок, то нужно провести отдельную настройку высокочастотных динамиков. Для этого фильтр нужно установить в соответствующем положении и частоту среза выбрать в районе 2500 Гц.

Помимо прочего, нужно настроить чувствительность усилителя. Для этого его изначально необходимо сбросить на ноль, главное — устройство перевести в режим максимальной громкости, а следом начать увеличивать чувствительность. В тот момент, когда появится искажение звука, нужно прекратить вращение регулятора, а также стоит немного убавить саму чувствительность.

Еще есть незатейливый способ, как можно проверить качество звука: если после включения в сабвуфере слышны щелчки, а в динамике треск — это означает то, что имеются помехи для сигнала.

Басы не должны быть привязаны к сабвуферу. Для этого нужно повернуть регулятор фазы на сабвуфере на 180 градусов. Если этого регулятора нет, то нужно поменять местами положительный и отрицательный провода подключения.

Настроить звуковой процессор. Для этого необходимо отрегулировать временные задержки по каждому из каналов. Нужно установить временную задержку по левому каналу для того, чтобы звук, исходящий из левых динамиков достигал водителя в одно время с правым. Должно создаваться ощущение, что звук исходит из центральной части салона.

Кроме всего вышеперечисленного, звуковым процессором можно убрать привязку басов к задней части салона. Для того чтобы это сделать, нужно задать одинаковые задержки в правом и левом канале фронтальной акустики. Вследствие этого устранится локализация басов в районе сабвуфера.

Теперь вы знаете не только то, как рассчитать и собрать частотный фильтр своими руками, но и как настроить его работу максимально точно.

Термин: Фильтр высокой частоты

Фильтр высокой частоты (ФВЧ, high pass filter) – это устройство, подавляющее частоты сигнала ниже частоты среза данного фильтра. На рисунке приведена амплитудно-частотная характеристика типичного ФВЧ. Единице условно присвоена максимальная амплитуда сигнала, точка с амплитудой 0,7 (-3 дБ) соответствует частоте среза ФВЧ, относительно которой производится расчёт ФВЧ по большинству существующих методик. От нулевой частоты до частоты среза ФВЧ располагается полоса частот подавления (задержания), справа – полоса частот пропускания.

Подавление низкочастотных составляющих сигнала приводит к подавлению деталей сигнала с малыми скоростями нарастания и к подавлению постоянной составляющей сигнала. ФВЧ выявляет быстро изменяющиеся составляющие в сигнале, внося собственную задержку фильтра.

Выходной сигнал ФВЧ всегда носит двуполярный характер с нулевой средней интегральной составляющей, или, другими словами, на выходе ФНЧ отсутствует постоянная составляющая сигнала (за исключением остаточного смещения нуля, которое может присутствовать в активных аналоговых фильтрах).

ФВЧ традиционно применяют для улучшения отношения сигнал/шум сигнального тракта, где постоянная составляющая сигнала неинформативна, за счёт подавления низкочастотных шумов, дрейфа сигнала с частотами ниже, чем нижняя граница полосы частот полезного сигнала. Если неинформативная постоянная составляющая велика по отношению к полезному сигналу, то ФВЧ применяют для лучшего использования входного диапазона АЦП в задаче измерения переменной составляющей сигнала.

ФВЧ могут быть как аналоговые, так и цифровые.

Аналоговые ФВЧ бывают активными (требуют дополнительной энергии питания для своей работы) и пассивными (не требуют дополнительной энергии питания). Активный аналоговый ФВЧ использует микроэлектронную технологию (типично: операционные усилители), пассивный аналоговый ФВЧ может быть сделан на пассивных электронных компонентах.

Цифровые ФВЧ (фильтр цифрового сигнала) – это большое семейство вычислительных алгоритмов ЦОС. Принципиально цифровой фильтр может быть рекурсивным (с обратными связями в своём алгоритме) и нерекурсивным (без обратных связей). Принципиально, что АЧХ цифрового фильтра на частотной оси периодична: в частности, выше половины частоты дискретизации начинается зеркальная АЧХ цифрового фильтра.

Основные характеристики физически реализованного ФВЧ:

• Частота среза.
• Неравномерность в полосе частот пропускания, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ).
• Групповая задержка фильтра, фазочастотная характеристика (ФЧХ).
• Врямя установления сигнала.
• Динамический диапазон.
• Рабочий диапазон сигнала в полосе частот пропускания.
• Рабочий диапазон постоянной составляющей входного сигнала.

Перейти к другим терминам	Cтатья создана:	09.07.2014
О разделе «Терминология»	Последняя редакция:	25.08.2019

Использование термина

Термин употребляется при описании трактов измерения, например, при описании принципа работы систем сбора данных.

Фильтр высокой частоты

Применим метод комплексных амплитуд для анализа фильтра высокой частоты.

Такой фильтр будет пропускать все сигналы с частотой выше некоторой определенной пороговой частоты. А сигналы с частотой ниже пороговой, будут затухать в фильтре и не попадут на выход.

На рисунке ниже показана схема RC фильтра высокой частоты:

Согласно закону Ома для комплексных величин,

I = U_вх/Z_полн = U_вх/(R — j/ωC) = U_вх[R + j/ωC)]/(R 2 + 1/ω 2 C 2 ).

(Окончательный результат получек после умножения числителя и знаменателя на комплексное число, сопряженное знаменателю.)

Итак, напряжение на резисторе R равно

U_вых = IZ_R = IR = RU_вх[R + j/ωC)]/(R 2 + 1/ω 2 C 2 )

Чаще всего нас интересует не фаза, а амплитуда U_вых:

U_вых = (U_выхU_вых * ) 1/2 = U_вхR/[R 2 + (1/ω 2 C 2 )] 1/2 .

График зависимости U_вых/Uвх для RC ФВЧ представлен на рисунке ниже.

Как вы видите, на высоких частотах выходное напряжение приблизительно равно входному (ω > 1/RC), а на низких частотах выходное напряжение уменьшается до нуля. Мы пришли к важному результату, запомните его. Подобная схема, по понятным причинам, называется фильтром высоких частот. На практике ее используют очень широко. Например, в осциллографе предусмотрена возможность связи по переменному току между исследуемой схемой и входом осциллографа. Эта связь обеспечивается с помощью фильтра высоких частот, имеющего перегиб характеристики в области 10 Гц (связь по переменному току используют для того, чтобы рассмотреть небольшой сигнал на фоне большого напряжения постоянного тока). Инженеры часто пользуются понятием «точки излома» -3 дБ (сигнал на выходе фильтра уменьшается в раз) для фильтра.

В случае простого RC — фильтра высоких частот точка излома -3 дБ определяется выражением:

Обратите внимание, что конденсатор не пропускает ток (ƒ = 0). Самый распространенный пример использования конденсатора — это использование его в качестве блокирующего конденсатора постоянного тока. Если возникает необходимость обеспечить связь по переменному току между усилителями, то почти всегда прибегают к помощи конденсатора. Например, у любого усилителя звуковой частоты высокого класса все входы имеют емкостную связь, так как заранее не известно, какой уровень постоянного тока будут иметь входные сигналы. Для обеспечения связи необходимо подобрать R и С таким образом, чтобы все нужные частоты (в данном случае 20 Гц — 20 кГц) поступали на вход без потерь (без деления на входе).

В качестве примера рассмотрим фильтр, показанный на рисунке ниже. Это фильтр высоких частот с точкой перегиба 3 дБ на частоте 15,9 кГц. Импеданс нагрузки, подключаемой к фильтру, должен быть значительно больше 1 кОм. иначе нагрузка будет искажать выходное напряжение фильтра. Источник сигнала должен обеспечивать возможность подключения нагрузки 1 кОм без значительной аттенюапии (потери амплитуды сигнала), иначе фильтр будет искажать выход источника сигнала.

Фильтр низкой частоты

На рисунке ниже показана схема RC фильтра низкой частоты

Можно показать, что для RC фильтра низкой частоты U_вых = U_вх /(1 + ω 2 R 2 С 2 ) 1/2 . График этой зависимости представлен на рисунке ниже. Такой фильтр называют фильтром низких частот. Точка -3 дБ на характеристике фильтра находится на частоте ƒ = 1/2πRC. Фильтры низких частот находят очень широкое применение. Например, их используют для устранения влияния близлежащих радио — и телевизионных станций (550 кГц — 800 МГц), на работу усилителей звуковых частот и других чувствительных электронных приборов.

На рисунке ниже изображена частотная характеристика фильтра низких частот, но в более общепринятом виде — для вертикальной и горизонтальной осей использован логарифмический масштаб.

Можно считать, что по вертикальной оси откладываются децибелы, а по горизонтальной — октавы (или декады). На таком графике равные расстояния соответствуют равным отношениям величин.

Отметим, что при значительной аттенюации изображенная на графике кривая вырождается в прямую линию с наклоном -20 дБ/декада (инженеры предпочитают выражение « -6 дБ/октава»).

Еще раз рассмотрим характеристику RС — филътра низких частот. Вправо от точки перегиба графика выходная амплитуда убывает пропорционально 1/ƒ. В пределах одной октавы (одна октава, как в музыке, соответствует изменению частоты вдвое) выходная амплитуда уменьшается вдвое, т.е. ослабление составляет — 6 дБ; следовательно, простой RС-фильтр обеспечивает ослабление 6 дБ/октаву. Можно конструировать фильтры, состоящие из нескольких RC — секций: тогда получим значения спада 12 дБ/октава (для двух RС — секций), 18 дБ/октава (для трех секций) и т.д. Так обычно описывают поведение фильтра на частотах, лежащих за пределами полосы пропускания. Если фильтр состоит, например, из трех RС — секций, то его часто называют «трехполюсным».

При работе с многокаскадными фильтрами следует учитывать одну особенность. Каждый новый каскад существенно нагружает предыдущий (так как они идентичны между собой), и это приводит к тому, что результирующая характеристика не является простой совокупностью характеристик составляющих каскадов. Напомним, что при выводе характеристики простого RС — фильтра мы условились, что источник имеет нулевой импеданс, а нагрузка — бесконечный. Один из способов устранения влияния каскадов друг на друга состоит в том, чтобы каждый последующий каскад имел значительно больший импеданс, чем предыдущий. Еше эффективнее использовать в качестве межкаскадных буферов активные схемы на транзисторах или операционных усилителях (ОУ), т.е. строить активные фильтры.