9 feite oor hoë deurlaatfilter: funksie, tipes, toepassings

  1. Wat is die hoëdeurlaatfilters?
  2. Hoe werk 'n hoogdeurlaatfilter?
  3. Wat doen 'n hoogdeurlaatfilter in 'n stroombaan?
  4. Wat is 'n hoogdeurlaatfiltersimbool?
  5. Wat is die tipe hoëdeurlaatfilters?
  6. Verskillende voorbeelde van hoogdeurlaatfilters
  7. Tydrespons en frekwensierespons van hpf
  8. Afsnyfrekwensie van hpf
  9. Oordragfunksie van hoogdeurlaatfilter
  10. Vergelyking tussen hoogdeurlaat- en laagdeurlaatfilters

                               

Wat is 'n hoë deurlaatfilter?

"Hoogdeurlaatfilter is 'n stroombaan wat alle seine van frekwensies wat tot die onderste afsnyfrekwensie behoort verswak en 'n konstante uitset of wins bo hierdie spesifieke frekwensie gee. "

Eerste-orde hoogdeurlaatfilter
Eerste-orde tipe

In die bostaande figuur doen die CR-kring die 'filtreerwerk'. Die op-versterker is gekoppel aan 'n spanningsvolger. Nou is die terugvoerstelsel ook ingesluit om die offsetspanning uit te kanselleer volgens die eienskap van die operasionele versterker.

Hier,

Die vergelyking kan bereken word deur die eienskap van ideale operasionele versterker te gebruik wat sê dat 'n operasionele versterker oneindige versterking het. Hier verteenwoordig f die insetsein se frekwensie.

Waar= HPF se deurlaatbandwins,

f = Insetsein se frekwensie (Dit is ook die afsnyfrekwensie.),

Werking van 'n hoogdeurlaatfilter:

Hier doen die wins-grootte-vergelyking die werk van verifikasie op 'n laer vlak van frekwensie.

At f = fc,

Eienskappe van hoë deurlaatfilter

Eienskappe van hoë deurlaatfilter
Eienskappe van hoë deurlaatfilter

Tipes hoogdeurlaatfilters:

  • Passiewe hoogdeurlaatfilters
  • Aktiewe hoogdeurlaatfilters

'n Aktiewe hoogdeurlaatfilter is niks anders as 'n stroombaan wat 'n aktiewe komponent bevat soos 'n transistor, 'n operasionele versterker (op-amp), ens. Die gebruik van hierdie toestelle gee ons meer doeltreffendheid.

Voordeel van hoë deurlaatfilter:

Aktiewe hoog deurlaatfilters het verskeie voordele bo ander tipes van filters. Die belangrikste voordele word hieronder gegee.

  • 1. Versterking van swakker sein,
  • 2. Doeltreffende oordrag van sein (met minimale verlies),
  • 3. Doeltreffende werkverrigting wanneer dit in 'n multi-stadium filter gebruik word.

Werking van hoë deurlaatfilter.

Die mees reguit en eenvoudig tipe filter is die eerste orde filter. Dit het 'n enkele reaktiewe komponent. Die die transformasie van proses is redelik eenvoudig. Jy moet net 'n op-amp byvoeg.

Operasionele versterkers het verskeie konfigurasies. Verskillende konfigurasies het verskillende eienskappe en impak op die filter se werkverrigting.

Let nou op die afroltempo van 'n eerste orde filter. Afroltempo word gedefinieer as die tempo waarteen die wins van 'n filter in die operasionele stopband verander. Die tempo verteenwoordig die steilheid van die kromme en dit help ons ook om die toenametempo van die groei uit te vind.

Die eerste orde filters kom met 'n groeikoers van 20 dB/dekade of in ander terme, daar kan gesê word die groeikoers is 6db/oktaaf.

Hoëdeurlaatfilteroordragfunksie

Ons weet dat die kapasitor se impedansie wissel met die frekwensie. Daarom kom elektroniese filters met reaksie wat afhanklik is van frekwensies.

Die impedansie van 'n kapasitor word tipies deur die volgende vergelyking gegee.

Waar, s= σ +jω, verteenwoordig ω die hoekfrekwensie.

Die oordragfunksie word afgelei deur 'n paar basiese stellings van netwerkteorie te gebruik.

Die oordragfunksie word gegee deur verhouding van uitset tot die verskafde inset. Die tipiese voorstelling van oordragfunksie word soos volg gegee.

Die tipiese oordragfunksie is:

waar,

a1 verteenwoordig Amplitudes van seine

ω0 verteenwoordig hoekafsnyfrekwensies

Toepassing van aktiewe hoogdeurlaatfilter:

  • Om hoër frekwensie uit te saai in geval van videoverwante filters.
  • Die frekwensie word verander op grond van verskeie golfvorms.
  • Die aktiewe vind toepassing in die CRO's, kragopwekkers.

Passiewe hoogdeurlaatfilters:

Waarom word passiewe hoogdeurlaatfilters gebruik?

'n Filter word passief genoem wanneer daar geen eksterne krag sal wees nie, en die insetsein bly ook onversterk as gevolg van die passiewe komponente wat in die filter teenwoordig is. Die passiewe komponente kan dieselfde as laagdeurlaat wees, maar die algehele verbinding is altyd omgekeer. Die passiewe komponente is Resistor(R) en Kapasitor(C), so dit is 'n RC-filterkombinasie.

Die naam "passief," "hoog", "slaag" en "filter" stel voor dat die Filter slegs die hoër frekwensie, dit wil sê, dit sal blokkeer die lae frekwensies.

Passiewe hoogdeurlaatfilter (RC)
Passiewe hoogdeurlaatfilter (RC)

In bogenoemde stroombaan word die uitsetspanning oor die resistor(R) bepaal; wanneer die frekwensie toeneem, verminder die reaktansie van die kapasitor, sodat die uitset en versterking gelyktydig toeneem.

Die formule om die frekwensie van die RC-kring te bereken is,

f=1/2πRC

Hoe om 'n RC-hoogdeurlaatfilter te bou:

Om 'n RC HPF te bou, is die komponente wat ons nodig het soos volg,

Frekwensie:

                                    (0.00000001F) = 15,293 XNUMX Hz, hoe groter die uitset, hoe meer sein word verswak.

As ons 'n WS-seininvoer na die stroombaan gee vanaf 'n funksiegenerator en die sein op 'n lae frekwensie stel, sal die kapasitor die spanningsein blokkeer. Die lae-frekwensie seine wat geblokkeer word, bereik dus nie verby die kapasitor nie. Die hoëfrekwensie seine hou aan en gaan na die uitset.

Passiewe hoogdeurlaatfilters word gebruik in:

  • Klankversterkers
  • In luidsprekerstelsels
  • In verskillende musiekbeheerstelsels ens.

Eerste orde hoogdeurlaatfilter vs. tweede orde hoogdeurlaatfilter

  • Die tweede-orde hoogdeurlaatfilter bestaan ​​uit twee verskillende reaktiewe komponente.
  • Eerste-orde HPF het 'n oordragfunksie van die eerste orde; aan die ander kant het tweede-orde HPF 'n oordragfunksie van tweede orde.
  • Die eerste orde filter verskil van die tweede orde filter op grond van die stopband. Die helling van die grafiek van 'n tweede orde is tipies die algebraïese dubbel van die eerste orde.

Passiewe RL-hoogdeurlaatfilter:

Passiewe RL-hoogdeurlaatfilter

Hierdie stroombaan bestaan ​​uit a weerstand en 'n induktor. Die induktor in die stroombaan slaag al die laer frekwensies en verminder die spannings daaroor. Dit hou ook die uitsetspanning nader aan die insetspanning.

Daar is 'n frekwensierespons in dB onder die stroombaan vir 'n spesifieke reeks frekwensies.

Die laer afsnyfrekwensie vir 'n RL hoogdeurlaatfilter word bepaal deur die induktor en die parallelle kombinasie van RF en RL, deur die formule:

Waar, REQ =RF|| RL

Hoe om 'n RL-hoogdeurlaatfilter te bou:

Om 'n RL HPF te bou, benodig ons,

  • 'n Funksie Generator
  • 'n Weerstand
  • 'n Induktor
  • ossilloskoop

Om die stroombaan te maak, kan ons 'n 470mH-induktor en 'n 10KΩ-weerstand gebruik.

Die stroombaan vorm 'n hoogdeurlaatfilter en help die hoëfrekwensieseine om na die uitset deur te gaan. Dit filtreer ook die lae-frekwensie seine deur die induktor.

Butterworth hoë deurlaatfilter:

Wat is 'n Butterworth-filter?

"Butterworth filter is waarskynlik die eerste en bekendste filterbenadering.”

Die Butterworth-filter is geskep om 'n gladde frekwensieresponsgrafiek in die deurlaatband te kry.

Kringbeeld –

Die stroombaandiagram van Butterworth hoogdeurlaatfilter en frekwensierespons 

                                                                            

Frekwensierespons van Butterworth-filters met bestellings
Image krediet: OmegatronButterworth bestelCC BY-SA 3.0

Chebyshev hoë deurlaatfilter:

Chebyshev filter

Die Butterworth-filter is geskep om 'n gladde frekwensieresponsgrafiek in die deurlaatband te kry. Filters kan in twee kategorieë geklassifiseer word. Die kategorieë is 'Chebyshev Filter' en 'Inverse Chebyshev Filter'.

Die filterrespons kom na vore as reaksie van 'n Butterworth-filter, as die rimpelwaarde op 0% vasgestel is. Tipies is die rimpelwaarde vasgestel op 0.5% vir toepassings in digitale filters.

Chebyshev frekwensie reaksie

Chebyshev reaksie
Image Credit: Pfalstad / CC BY-SA

frekwensierespons van al die klassieke elektroniese filters
Beeldkrediet: Alessio DamatoElektroniese lineêre filtersCC BY-SA 3.0

Hoogdeurlaatfilter vs. laagdeurlaatfilter:

Waarom moet ons die hoogdeurlaatfilter gebruik?

  • Hoogdeurlaatfilters is uitstekend vir enige elektroniese of elektriese bedrywighede.
  • HPF stel ons in staat om stadiums te verkry deur meer beheer oor die proses of eksperiment te verskaf.
  • Om ongewenste geraas af te sny is nog 'n beste kenmerk tot dusver.

Skryf 'n paar voordele van 'n hoogdeurlaatfilter neer.

  • Het 'n skerp afrol-reaksie.
  • Die uitsaaikrag is kragtig genoeg om die frekwensie van die nodige kanaal te ontvang.
  • Die filter het voordele in klankverwerkingstoepassings aangesien dit die Gelykstroom spanning van versterk word.

Om meer oor elektronika te lees kliek hier

Scroll na bo