Omvattende gids oor filters (lees eers dit!)

inhoud

• In hierdie artikel bespreek ons ​​'n paar basiese konsepte wat verband hou met filter en 'n paar gereelde vrae

• Wat is 'n filter? filter definisie
• Hoe werk 'n filter?
• Wat is die tipes beskikbaar?
• Wat is die aktiewe filters? Verduidelik met definisie
• Wat is die passiewe filters? Verduidelik met definisie
• Wat is die punte van konflik tussen aktief en passief tipes.
• Wat is die filtersimbool?
• voorbeelde
• Wat is die toepassings van filter in optika en elektroniese industrie?
• Wat is die Responskrommes vir die algemeenste tipes?
• Wat is Tydrespons van 'n filter?
• Wat is frekwensierespons van 'n filter?
• Wat is die volgorde van 'n filter?
• Hoe verskil eerste-orde uitset met 'n tweede-orde filter?
• Wat is Hoekfrekwensie, Afsnyfrekwensie, breekfrekwensie
• Wat is bandwydte (BW)?
• Wat is resonante frekwensie?
• Wat is resonante filters
• Wat is ideale en werklike filters?

Wat is 'n filter?

"'n Filter is 'n frekwensie-selektiewe netwerk wat bestaan ​​uit vier terminale met reaktiewe elemente om 'n gespesifiseerde reeksfrekwensie oor te dra."

• Die frekwensieband wat daardeur oorgedra word, word genoem Pass-band.
• Die frekwensieband, wat daardeur verswak word, word verswak genoem Stop-band.

Filters is van twee tipes - analoog digitaal. Nou, gebaseer op die komponente wat gebruik word, is hulle van twee tipes - aktiewe tipes en passiewe tipes.

Die onderstaande prent verteenwoordig 'n diagram van aktief tipes(een van die baie gewilde en belangrike tipes).

Weet van aktiewe hoëpastipes. Klik hier!

Eienskappe van 'n aktiewe filter

Soos die titels aandui, hierdie tipes word gemaak met behulp van aktiewe komponente. Sommige van die aktiewe transistors is - transistors (BJT, FET's), enige ander elektroniese toestelle wat in staat is om 'n sein te versterk of kragte kan produseer.

As daar 'n behoefte is om die eienskappe te verhoog, word verskeie stadiums op 'n sekere of spesifieke manier saamgevoeg.

Hoe om 'n aktiewe laagdeurlaatfilter te ontwerp?

Om 'n aktiewe te ontwerp tipes, kan ons IC741 gebruik, 'n Op-versterker, gekonfigureer met 8 penne. Die op-versterker moet van GS-krag voorsien word tesame met resistors en kapasitors van verskillende waardes.

Passiewe filters

Passiewe tipes is ontwerp met behulp van passiewe toestelle.

Weet van toepassings van aktiewe hoogslaagtipes. Klik hier!

Vergelyking van aktief en passief tipes

'n Aktiewe tipe kan 'n voordeel hê, wat die seinkrag beskikbaar verhoog in vergelyking met die inset. Terwyl 'n passiewe een energie van die sein afvoer. Vir verskeie reekse van frekwensies, soos by klankfrekwensies en onder, 'n aktiewe tipe kan 'n gespesifiseerde oordragfunksie realiseer sonder gebruiksinduktors, wat betreklik groot en duur komponente is in teenstelling met weerstande en kapasitors, en wat duurder is om te skep met die noodsaaklike hoë kwaliteit en presiese waardes.

Talle stadiums kan in 'n kaskade geplaas word wanneer dit eienskappe wil verbeter. Ter vergelyking, moet die uitleg van meervoudige stadium passiewe blokkeerders elke fase se frekwensie-afhanklike laai van die vorige fase in ag neem. Aangesien induktors nie gebruik word nie, kan hulle in baie kompakte afmetings bereik word.

• Passiewe tipe ly aan verswakking van seine. Daar is verskeie maniere; een gewilde metode van beheer of herstel is deur die gebruik van versterking deur die aktiewe tipe toepassings. Die hoofpunt van konflik tussen die aktiewe en passiewe tipes is die 'versterking'.

• In vergelyking met 'n passiewe een, is aktiewe tipe saamgestel uit aktiewe komponente in operasionele versterkers, transistors, of VOO's binne hul stroombaanontwerp, soos beskryf in vroeëre afdelings. Hierdie komponente trek krag van die eksterne kragbron, gebruik dit vir versterking van uitset. Dit is 'n bykomende voordeel in vergelyking met 'n passiewe een.

Weet van aktiewe laagpastipes. Klik hier!

Waarom is 'n aktiewe filter by lae frekwensies nodig?

• 'n Aktiewe tipe is nodig by laer frekwensies omdat dit help om lae uitsetimpedansie te bereik terwyl dit hoë insetimpedansie verskaf. Dit stabiliseer ook verskillende frekwensiereekse aangesien verskeie stadiums daarmee saamgevat kan word.

Verskil tussen aktiewe en passiewe tipes

Weet van toepassings van aktiewe laagdeurlaattipes. Klik hier!

Dit kan vanuit verskeie oogpunte gekategoriseer en gesubkategoriseer word. Die mees algemene afdelings en onderafdelings is- aktiewe of passiewe tipe; hoogdeurlaattipe laagdeurlaattipe, banddeurlaattipe, bandverwerpings-/kerftipe of alledeurlaattipe; digitale of analoog tipe diskrete-tyd of kontinue-tyd tipe; lineêre of nie-lineêre tipe; oneindige impulsrespons (IIR) of eindige impulsrespons (FIR) ensovoorts.

Voorbeelde:

Aktiewe tipes en Passiewe tipes is ontwerp om sekere frekwensieband op 'n gewenste manier te verander. Hulle het verskillende tipes volgens hul behoeftes. Die kategorieë word hieronder gegee.

• Laepastipes (LPF)
• Hoëpastipes (HPF)
• A-bandpastipes (BPF)
• Band verwerp/stop tipes (BSF)

Aansoeke:

Hulle word deesdae in baie doeleindes van die elektroniese stroombaan gebruik, en die toepassings daarvan is geweldig. Boonop is dit moontlik om die stroombaanwins te verbeter deur verskillende filters op verskillende maniere te gebruik, hetsy aktiewe of passiewe tipes, veral in aktiewe tipes. Aktiewe tipes gebruik versterkers, en ons weet dat dit help om wins te verhoog. Hierdie artikel sal twee tipes bespreek, soos Laagdeurlaattipe, Hoogdeurlaattipe met toepaslike diagramme en gesimuleerde golfvorms vir beide aktiewe en passiewe toestande in die volgende afdelings met die belangrikheid van die gebruik van hoërorde in die HPF en LPF.

In elektronika is sommige toepassings soos volg:

• In radiokommunikasiestelsel vir radioinstelling op 'n spesifieke frekwensie: Hulle word gebruik om radio-ontvangers in staat te stel om slegs die gewenste sein te "sien" of "opspoor" en al die ander seine te verwerp deur hul verskillende seinfrekwensie aan te neem. Dus kan geraasvrye seine ontvang word. Die hoëfrekwensie-banddeurlaattipes word vir kanaalkeuse in sentrale telefoonkantore gebruik.
• Kragvoorsieningsontwerp: Hulle word gebruik om geraas of hoë frekwensies wat gewoonlik op AC-invoerlyne voorkom, te verwyder. Dit word ook toegepas om die rimpeling te verminder.
• Analoog-na-digitaal omskakeling (ADC): Hulle word in die meeste van die ADC-insette gebruik om aliasing te minimaliseer.
• Verander digitale beelde: Dit kan ook gebruik word om digitale beelde te verander.
• Data-analise: Hulle is ook baie nuttig om spesifieke frekwensies in data-analise te verwyder.

Frekwensie- en tydreaksie:

Tyd-domein verwys na die verandering van sein se amplitude met betrekking tot tyd. Daarteenoor, in die frekwensiedomein, verwys Frekwensie na die voorkoms van 'n gebeurtenis in 'n gegewe tydperk.

Wat is bandwydte (BW)?

Vir filters is bandwydte die verskil tussen die boonste en lae -3dB-punte.

Byvoorbeeld, as 'n banddeurlaatfilter -3dB afsnypunte het en op 200Hz en 600Hz gestel is, dan sal die filterbandwydte = (BW) = 600-200 = 400Hz wees.

Wat bedoel jy met die Q-faktor?

Q-faktor word gegee deur die verhouding van resonante frekwensie tot die BW.

Q = 2 * π * (Maksimum hoeveelheid energie gestoor) / (energie wat per siklus versprei word)

'n Groter Q-waarde verteenwoordig die filter is meer selektief as Q-faktor 'n parameter is wat die selektiwiteit beoordeel.

Resonante frekwensie

Resonante frekwensie word eenvoudig gegee deur die frekwensie van die gegewe resonante stroombaan. 'n Resonante stroombaan is ook algemeen bekend as die tenkkring of die LC-kring. 'n Resonante stroombaan word ontwerp deur gebruik te maak van parallel geplaasde induktors en kapasitors en resistors.

 Ossillasie van 'n sisteem word gegee deur die volgende vergelyking -

waar,

f= frekwensie in Hertz

L= Induktansie in Henry

C= Kapasitansie in Farads

Bestellings van filters

Hoër-orde filters het meer uitstekende afroltempo's tussen deurlaatband en stopband verskaf. Hoër-orde filters word ook benodig om vereiste vlakke van verswakking of skerpte van afsnypunte te bereik.

Aktiewe tipe en Passiewe tipe het ook variasie in verskillende tipes bestellings, soos:

• Eerste Orde Laagpas aktiewe tipes, Eerste Orde Hoëpas aktief tipes, Eerste-orde Bandpass aktief tipes, Eerste-orde Band stop aktief tipes.
• Tweede orde Lae slaag aktief tipes, Tweede orde Hoëpas aktief tipes, Tweede-orde Bandpass aktief tipes, Tweede-orde Band stop aktief tipes.

Die frekwensierespons van tweede-orde word hieronder getoon -

Ideale tipe en regte tipe:

Soms, ter wille van vereenvoudiging, gebruik ons ​​dikwels die aktiewe filters om maniere te benader. Later word hulle gewysig en as 'ideale filter' genoem. Filters, wat in werklikheid werk met inagneming van al die moontlike faktore, is werklike.

Om meer oor elektronika te lees kliek hier