9 tény a felüláteresztő szűrőről: Funkció, Típusok, Alkalmazások

  1. Mik azok a felüláteresztő szűrők?
  2. Hogyan működik a felüláteresztő szűrő?
  3. Mit csinál a felüláteresztő szűrő az áramkörben?
  4. Mi az a felüláteresztő szűrő szimbólum?
  5. Milyen típusúak a felüláteresztő szűrők?
  6. Különböző példák a felüláteresztő szűrőkre
  7. A hpf idő- és frekvenciaválasza
  8. Hpf vágási frekvenciája
  9. A felüláteresztő szűrő átviteli funkciója
  10. A felül- és aluláteresztő szűrő összehasonlítása

                               

Mi az a felüláteresztő szűrő?

"A felüláteresztő szűrő olyan áramkör, amely csillapítja az összes olyan frekvenciájú jelet, amely a vágási frekvencia alatti frekvenciához tartozik, és állandó kimenetet vagy erősítést ad ezen a frekvencia felett.. "

Elsőrendű felüláteresztő szűrő
Elsőrendű típus

A fenti ábrán a CR áramkör végzi a „szűrő” munkát. A műveleti erősítő feszültségkövetővel van összekötve. Most a visszacsatoló rendszer is be van építve az offset feszültség kioltására a műveleti erősítő tulajdonságainak megfelelően.

Itt,

1. EQ

Az egyenlet kiszámítható az ideális műveleti erősítő tulajdonságával, amely azt mondja ki, hogy egy műveleti erősítő végtelen erősítéssel rendelkezik. Itt f a bemeneti jel frekvenciáját jelenti.

2. EQ

Hol= a HPF áteresztősáv-erősítése,

f = a bemeneti jel frekvenciája (ez egyben a vágási frekvencia is),

3. EQ
FÁZISSZÖG

A felüláteresztő szűrő működése:

Itt az erősítés-nagyság egyenlet alacsonyabb frekvenciaszinten végzi el az ellenőrzési feladatot.

EQ 8 sekély frekvencia

At f = fc,

EQ 9 fc
EQ 10 f fc

A felüláteresztő szűrő jellemzői

A felüláteresztő szűrő jellemzői
A felüláteresztő szűrő jellemzői

A felüláteresztő szűrő típusai:

  • Passzív felüláteresztő szűrők
  • Aktív felüláteresztő szűrők

Az aktív felüláteresztő szűrő nem más, mint egy áramkör, amely tartalmaz egy aktív komponenst, például egy tranzisztort, egy műveleti erősítőt (op-amp), stb. Ezen eszközök használata nagyobb hatékonyságot biztosít.

A felüláteresztő szűrő előnyei:

Aktív magas az áteresztő szűrőknek számos előnye van a többi típushoz képest szűrőkből. Az alábbiakban bemutatjuk a főbb előnyöket.

  • 1. Gyengébb jel erősítése,
  • 2. Hatékony jelátvitel (minimális veszteséggel),
  • 3. Hatékony teljesítmény többlépcsős szűrőben.

A felüláteresztő szűrő működése.

A legegyszerűbb és legegyszerűbb szűrő típusa az elsőrendű szűrő. Egyetlen reaktív komponense van. A transzformáló a folyamat meglehetősen egyszerű. Csak egy műveleti erősítőt kell hozzáadnia.

A műveleti erősítők többféle konfigurációval rendelkeznek. A különböző konfigurációk eltérő attribútumokkal és hatással vannak a szűrő teljesítményére.

Most jegyezze meg az elsőrendű szűrő gördülési arányát. A gördülési sebesség az a sebesség, amellyel a szűrő erősítése megváltozik a működési leállítási sávban. Az arány a görbe meredekségét jelzi, és segít a növekedés növekedési ütemének meghatározásában is.

Az elsőrendű szűrők 20 dB/dekád növekedési rátával, vagy más szóval 6db/oktáv növekedési ütemet produkálnak.

Felüláteresztő szűrő átviteli funkció

Tudjuk, hogy a kondenzátor impedanciája a frekvenciával változik. Ezért az elektronikus szűrők frekvenciától függő választ adnak.

A kondenzátor impedanciáját jellemzően a következő egyenlet adja meg.

EQ 11 z

Ahol s= σ +jω, ω a szögfrekvencia.

Az átviteli függvény a hálózatelmélet néhány alaptételének felhasználásával származik.

Az átviteli funkciót a kimenet és a szállított bemenet aránya adja meg. Az átviteli függvény tipikus ábrázolása a következő.

EQ 12 ohm

A tipikus átviteli függvény a következő:

EQ 13 TF

Ahol,

a1 jelek amplitúdóját jelenti

ω0 szögvágási frekvenciákat jelöl

Az aktív felüláteresztő szűrő alkalmazása:

  • Videóhoz kapcsolódó szűrők esetén magasabb frekvenciájú átvitelhez.
  • A frekvencia különböző hullámformák alapján változik.
  • Az aktívak a CRO-kban, generátorokban találnak alkalmazást.

Passzív felüláteresztő szűrők:

Miért használnak passzív felüláteresztő szűrőket?

A szűrőt passzívnak nevezzük, ha nincs külső táp, és a bemeneti jel is erősítetlen marad a szűrőben lévő passzív komponensek miatt. A passzív összetevők megegyezhetnek az aluláteresztővel, de a teljes kapcsolat mindig fordított. A passzív komponensek a Resistor(R) és a Capacitor(C), tehát ez egy RC szűrő kombináció.

A név "passzív”, „magas”, „passzív” és „szűrő” azt javasolja, hogy a szűrő csak a magasabb frekvencia, azaz lesz blokkolja az alacsony frekvenciákat.

Passzív felüláteresztő szűrő (RC)
Passzív felüláteresztő szűrő (RC)

A fenti áramkörben a kimeneti feszültséget az ellenálláson (R) kell meghatározni; a frekvencia növekedésével a kondenzátor reaktanciája csökken, így a kimenet és az erősítés egyszerre nő.

Az RC áramkör frekvenciájának kiszámítására szolgáló képlet a következő:

f=1/2πRC

Hogyan készítsünk RC felüláteresztő szűrőt:

Az RC HPF felépítéséhez a következőkre van szükségünk:

Frekvencia:

                                    (0.00000001F) = 15,293 XNUMX Hz, minél nagyobb a kimenet, annál gyengül a jel.

Ha AC jelet adunk az áramkörbe egy funkciógenerátorról, és a jelet alacsony frekvenciára állítjuk, a kondenzátor blokkolja a feszültségjelet. Így a blokkolt alacsony frekvenciájú jelek nem jutnak túl a kondenzátoron. A nagyfrekvenciás jelek továbbmennek és a kimenetre jutnak.

A passzív felüláteresztő szűrőket a következőkben használják:

  • Audio erősítők
  • Hangszóró rendszerekben
  • Különböző zenevezérlő rendszerekben stb.

Elsőrendű felüláteresztő szűrő vs. másodrendű felüláteresztő szűrő

  • A másodrendű felüláteresztő szűrő tartalmaz két különböző reaktív komponens.
  • Az elsőrendű HPF-nek van egy elsőrendű átviteli funkciója; másrészt a másodrendű HPF-nek másodrendű átviteli függvénye van.
  • Az elsőrendű szűrő a leállítási sáv alapján különbözik a másodrendű szűrőtől. A másodrendű gráf meredeksége jellemzően az elsőrendű algebrai kétszerese.

Passzív RL felüláteresztő szűrő:

PASSZÍV RL SZŰRŐ DG
Passzív RL felüláteresztő szűrő

Ez az áramkör a ellenállás és egy induktor. Az áramkör induktora átengedi az összes alacsonyabb frekvenciát, és csökkenti rajta a feszültséget. A kimeneti feszültséget is közelebb tartja a bemeneti feszültséghez.

Az áramkör alatt dB-ben van egy frekvenciaválasz egy adott frekvenciatartományhoz.

Az RL alsó határfrekvenciája Magasáramú szűrő az induktor, valamint az RF és RL párhuzamos kombinációja határozza meg a következő képlettel:

PASSIVE RL EQ

Hol, REQ = RF||RL

Hogyan készítsünk RL felüláteresztő szűrőt:

Egy RL HPF felépítéséhez szükségünk van

  • Funkciógenerátor
  • Egy ellenállás
  • Egy induktor
  • Oszcilloszkóp

Az áramkör elkészítéséhez használhatunk 470mH-s induktort és 10KΩ-os ellenállást.

Az áramkör egy felüláteresztő szűrőt alkot, és segíti a nagyfrekvenciás jelek átjutását a kimenetre. Szűri az alacsony frekvenciájú jeleket is az induktoron keresztül.

Butterworth felüláteresztő szűrő:

Mi az a Butterworth-szűrő?

"Butterworth szűrő valószínűleg az első és legismertebb szűrőközelítés.”

A Butterworth-szűrőt úgy hozták létre, hogy egyenletes frekvenciaválasz-grafikont kapjon az áteresztősávban.

BUTTERWORTH EQ

Áramkör képe –

Butterworth szűrő
A Butterworth felüláteresztő szűrő kapcsolási rajza és frekvenciaválasz 

                                                                            

Butterworth parancsol
Butterworth szűrők frekvenciaválasza rendelésekkel
Kép jóváírás: OmegatronButterworth parancsolCC BY-SA 3.0

Chebisev felüláteresztő szűrő:

Chebisev felüláteresztő szűrő
Chebisev szűrő

A Butterworth-szűrőt úgy hozták létre, hogy egyenletes frekvenciaválasz-grafikont kapjon az áteresztősávban. A szűrőket két kategóriába sorolhatjuk. A kategóriák a következők: „Csebisev-szűrő” és „Inverz Csebisev-szűrő”.

A szűrő válasza egy Butterworth-szűrő válasza, ha a hullámosság értéke 0%-on van rögzítve. A hullámosság értékét általában 0.5%-ban rögzítik a digitális szűrőkben történő alkalmazásoknál.

Chebisev frekvenciaválasz

Csebisev válasza
Csebisev válasza
Kép: Pfalstad / CC BY-SA
Elektronikus lineáris szűrők
az összes klasszikus elektronikus szűrő frekvenciaválasza
Képhitel: Alessio DamatoElektronikus lineáris szűrőkCC BY-SA 3.0

Aluláteresztő szűrő kontra aluláteresztő szűrő:

HPF VS LPS NAGYDÖNTŐ

Miért használjuk a felüláteresztő szűrőt?

  • A felüláteresztő szűrők bármilyen elektronikai vagy elektromos művelethez kiválóak.
  • A HPF lehetővé teszi számunkra, hogy a folyamat vagy a kísérlet nagyobb ellenőrzését biztosítva állomásoztatást nyerjünk.
  • A nemkívánatos zajok kiiktatása egy másik eddigi legjobb funkció.

Írjon néhány előnyt a felüláteresztő szűrőről.

  • Éles elgurulási reakciója legyen.
  • A műsorszórási teljesítmény elég erős a szükséges csatorna frekvenciájának vételéhez.
  • A szűrőnek előnyei vannak az audiofeldolgozó alkalmazásokban, mivel blokkolja a Egyenáram feszültség erősödése miatt.

További információ az elektronikáról kattints ide