- Mik azok a felüláteresztő szűrők?
- Hogyan működik a felüláteresztő szűrő?
- Mit csinál a felüláteresztő szűrő az áramkörben?
- Mi az a felüláteresztő szűrő szimbólum?
- Milyen típusúak a felüláteresztő szűrők?
- Különböző példák a felüláteresztő szűrőkre
- A hpf idő- és frekvenciaválasza
- Hpf vágási frekvenciája
- A felüláteresztő szűrő átviteli funkciója
- 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.. "
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,
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.
Hol= a HPF áteresztősáv-erősítése,
f = a bemeneti jel frekvenciája (ez egyben a vágási frekvencia is),
A felüláteresztő szűrő működése:
Itt az erősítés-nagyság egyenlet alacsonyabb frekvenciaszinten végzi el az ellenőrzési feladatot.
At f = fc,
- At f>>fc,
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.
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.
A tipikus átviteli függvény a következő:
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.
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:
- Funkciógenerátor
- Egy 10nF kerámiakondenzátoron
- 10 K ohmos ellenállás
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:
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:
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.
Áramkör képe –
Chebisev felüláteresztő 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
Aluláteresztő szűrő kontra aluláteresztő szűrő:
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
Szia, Soumali Bhattacharya vagyok. Elektronika mesterképzést végeztem.
Jelenleg az elektronika és a kommunikáció területén dolgozom.
Cikkeim az alapvető elektronika főbb területeire összpontosítanak egy nagyon egyszerű, de informatív megközelítésben.
Élénk tanuló vagyok, és igyekszem naprakészen tartani magam a legújabb technológiákkal az elektronikai területeken.
Kapcsolódjunk a LinkedInen keresztül –