In hierdie artikel sal ons verskillende tegnieke van kerffilterontwerp bespreek. Kom ons kyk wat is die punte van besprekings vir hierdie artikel.
Besprekingspunte
- Wat is kerffilter?
- hoe om 'n kerffilter te bou
- kerf filter eq || kerffiltervergelyking
- kerf filter ic
- kerffilter q faktor
- kerffilterfrekwensie
- kerffilter voorbeeld
- Kerffilterontwerp || rlc-kerffilterontwerp || hoe om 'n kerffilter te ontwerp
- verstelbare kerffilter
- verstelbare kerffilterontwerp
- digitale kerffilter
- digitale kerffilterontwerp
- dsp-kerffilter
- ontwerp van kerffilter in dsp
- fir kerf filter
- fir kerf filter ontwerp
- iir kerffilter || digitale iir-kerffilter
- iir kerf filter ontwerp
- aktiewe kerffilterontwerp || analoog kerf filter ontwerp || kerf filter afleiding
- lc-kerffilterontwerp
- kerffilter met gebruik van op amp || kerffilterkring met gebruik van opversterker
- 60hz kerffilter
- 60 Hz-kerffilterontwerp
- rf-kerffilterontwerp
- programmeerbare kerffilter
- kerf filter kode
- FM-uitsaai-kerffilter
- oudio-kerffilter
- oudiokerffilterontwerp || oudiokerffilterkring || fm-kerffilterkring
- skematiese klankkerffilter
- biquad-kerffilter
- 532 nm kerffilter
- harmoniese kerffilter
- kerf filter ontwerp hulpmiddel
- betalight-kerffilter
- kerf filter oordrag funksie afleiding
- kerffilter vir EKG-sein
Wat is kerffilter?
A notch filter is oor die algemeen 'n gewysigde vorm van die Band Reject of Band Stop filter. Die hoofdoel van hierdie filters is om te stop of te verbied dat 'n sekere reeks frekwensies in die uitset verskyn. Byvoorbeeld, 'n Band Stop-filter met 'n smal stopband word 'n kerffilter genoem.
Kom ons neem 'n voorbeeld. Gestel 'n Notch-filter is ontwerp om frekwensie tussen 100kHz tot 110kHz te stop. Dit sal dus elke sein onder die 100kHz-reeks deurlaat en enige sein hoër as 110kHz gee, maar sal enige sein tussen die 100kHz tot 110 kHz verhoed.
hoe om 'n kerffilter te bou
Die bou van 'n kerffilter is redelik maklik. Daar is drie hoofstappe om 'n kerffilter te bou. Die stappe is - 1. Noteer die vereiste perfek, 2. Verstaan die behoefte en ontwerp die kerffilter (Ontwerp 'n kerffilter word hieronder geskryf), 3. Kontroleer met die verwagting. (Indien perfek, gebruik dan, indien nie herontwerp die filter nie).
kerf filter eq || kerffiltervergelyking
Sommige van die belangrike vergelykings van kerffilter word hieronder gegee.
- Die HF-afsnypunt van die LPF: fL = 1 / ( 2 * RLP *CLP * π)
- Die LF-afsnypunt van die HPF: fH = 1 / ( 2 * RHP *CHP * π)
- Die kwaliteitsfaktor van die kerffilter: Q= fr / Bandbreedte
kerf filter ic
Daar is verskeie geïntegreerde stroombane beskikbaar in die mark wat 'n kerffilter implementeer. Daar is baie voordele verbonde aan die gebruik van IC bo konvensionele stroombane. Een van die gewildste normale kerffilter-IC is LTC1059. Die PIN-diagram van die IC word hieronder gegee.
kerffilter q faktor
Die q-faktor van 'n kerffilter is dieselfde as die q van 'n kerf. Q of Kwaliteitsfaktor van 'n Kerffilter word gegee deur die volgende vergelyking: Sentrumfrekwensie/Bandwydte. Q is die meting van die selektiwiteit van die filter. Dit gee ook 'n idee van die skerpte van die diepte.
Die middelfrekwensie is die Kerffrekwensie, en dit is die middelfrekwensie van die deurlaatband.
kerffilterfrekwensie
Daar word na die frekwensie van die kerffilter verwys as die frekwensie van die stopband. Dit is omdat die smalband se frekwensie is wat die kerffilter verwerp. Daarom is die frekwensie ook die identiteit van die kerffilter.
kerffilter voorbeeld
Daar is verskeie voorbeelde van kerffilters. Daar is ook 'n aantal tipes. Elke tipe het sub-onderwerpe sowel as baie voorbeelde. Digitale kerffilters, analoog kerffilters, optiese kerffilters, FM-kerffilters, oudiokerffilters, heliese kerffilters, instelbare kerffilters, 50Hz-kerffilters en 60 Hz 2.4 GHz-kerffilters. Sommige van die voorbeelde is gebaseer op hul spesifikasies. Soos – 532 nm kerffilter. Dit is 'n optiese filter die blokkeergolflengte word met die naam gespesifiseer.
Kerffilterontwerp || rlc-kerffilterontwerp || hoe om 'n kerffilter te ontwerp
Kom ons ontwerp 'n kerffilter van nuuts af. Laat ons eers 'n RLC-tipe filter (kerf) skep om die band van 45 kHz tot 50 kHz uit te skakel. Sê, die induktansie is L = 30 mH.
Dus, die gegewe data is: fL = 45 kHz, fH = 50 kHz, l = 30 mH = 0.03 H
Die resonante frekwensie sal wees: fr = fH – (BW/2)
Die BW is bandwydte en BW = 50 – 45 = 5kHz.
Of, fr = 50 *103 – ((5 * 103)/2)
Of, fr = 50000 2500 – XNUMX XNUMX
Of, fr = 47.5 10 * XNUMX3
Dus, die resonante frekwensie is 47.5 kHz.
Nou weet ons dat resonante frekwensie geskryf kan word as -
fr = 1 / [2 * pi * (LC)1 / 2]
of, 47.5 * 103 = 1 / (1.088 * C1/2)
of, C = 374.41 pico-Henry
Die kwaliteitsfaktor sal dus = fr / BW = 47500/5000 = 9.5 wees
Weereens, Q = wr L / R
Of. R = wrL/Q = 2 * pi * f * L/Q
Of, R = 8.95 kilo-ohm
Dus vir die kerffilter, R = 8.95 kilo-ohm, L = 30 mH, C = 374.41 pico-farad.
verstelbare kerffilter
Instelbare kerffilters is sulke smalbandfilters waar ons met die hand die hoë verwerping van 'n spesifieke frekwensie en betreklik laer verswakking van ander frekwensieseine kan kry. Daar is verskeie verstelbare kerffilters in die mark beskikbaar, soos – EM-7843. Verstelbare filters kan van 'n ander tipe wees. As die Q-faktor van 'n kerffilter verstelbaar is, kan daardie filter ook as verstelbare kerffilter bestempel word.
verstelbare kerffilterontwerp
Die ontwerp van die Tuneable-kerffilter is nie so eenvoudig nie. Dit verg baie berekening en konsep. Maar die skepping van 'n digitale instelbare kerffilter is ietwat maklik. Die ontwerp moet so gemaak word dat 'n mens die middelfrekwensie maklik kan verander.
digitale kerffilter
Digitale kerffilters verwys na die FIR Kerffilter en IIR Kerffilter. FIR en IIR het albei hul voordele in verskillende toestande en word volgens die vereiste gebruik. Hulle word digitaal genoem omdat hulle digitaal ontwerp is.
digitale kerffilterontwerp
Digitale kerffilters het twee tipes ontwerptegnieke. Hulle is - Oneindige Impulse Response Notch Filter (IIR), Eindige Impulse Response Notch Filter (FIR). Ons het beide die filterbesonderhede hieronder bespreek.
dsp-kerffilter
DSP staan vir Digital Signal Processing. Die kerffilters wat in die digitale verwerking van seine gebruik word, word DSP-kerffilters genoem. Daarom is dit redelik verstaanbaar dat slegs digitale filters as DSP-kerffilters gebruik word. Die FIR, IIR-kerffilters is 'n voorbeeld van hierdie soort filters.
ontwerp van kerffilter in dsp
Digitale kerffilters het twee tipes ontwerptegnieke. Hulle is - Oneindige Impulsreaksie notch Filter (IIR), eindige impulsreaksie-kerffilter. Ons het beide die filterbesonderhede hieronder bespreek.
fir kerf filter
FIR filters staan vir Finite Impulse Response filter. FIR-filters het oor die algemeen baie stabiliteit, wat hulle bekend gemaak het. Wanneer die stabiliteit van die stelsel meer nodig is, word hierdie tipe filters gebruik.
fir kerf filter ontwerp
Daar is verskeie metodes om 'n FIR-kerffilter te ontwerp, soos - frekwensiesteekproefneming en rekenaaroptimalisering. Analitiese metodes, semi-analitiese metodes, tweede-orde IIR filter prototipes is 'n paar ander prosesse om dieselfde voor te berei. Bernstein-polinome word ook gebruik om die FIR-tipe digitale kerffilters te skep.
iir kerffilter || digitale iir-kerffilter
IIR staan vir Infinite Impulse Response. Dit is ook 'n digitale filter soos 'n FIR-filter. IIR-filters het gewoonlik 'n doeltreffende benadering vir 'n baie lae orde-vereiste. Hierdie tipe filters word benodig wanneer die lineariteit van fases nie so belangrik is nie.
iir kerf filter ontwerp
IIR-kerffilters is in twee groot dele ontwerp. Aanvanklik, 'n analoog kerffilter is ontwerp met die vereiste spesifikasies, en dan word die analoog filter omskep in 'n Digitale IIR filter deur gebruik te maak van inverse transformasie.
aktiewe kerffilterontwerp || analoog kerf filter ontwerp || kerf filter afleiding
Kom ons ontwerp 'n kerffilter van nuuts af. Laat ons eers 'n RLC-tipe filter (kerf) skep om die band van 55 kHz tot 60 kHz uit te skakel. Sê, die induktansie is L = 30 mH.
Dus, die gegewe data is: fL = 55 kHz, fH = 60 kHz, l = 30 mH = 0.03 H
Die resonante frekwensie sal wees: fr = fH – (BW/2)
Die BW is bandwydte en BW = 60 – 55 = 5kHz.
Of, fr = 60 *103 – ((5 * 103)/2)
Of, fr = 60000 2500 – XNUMX XNUMX
Of, fr = 57.5 10 * XNUMX3
Dus, die resonante frekwensie is 57.5 kHz.
Nou weet ons dat resonante frekwensie geskryf kan word as -
fr = 1 / [2 * pi * (LC)1 / 2]
of, 57.5 * 103 = 1 / (1.088 * C1 / 2)
of, C = 255 .51 pico-Henry
Die kwaliteitsfaktor sal dus = fr / BW = 57500/5000 = 11.5 wees
Weereens, Q = wr L / R
Of. R = wrL/Q = 2 * pi * f * L/Q
Of, R = 7.39 kilo-ohm
Dus vir die kerffilter, R = 7.39 kilo-ohm, L = 30 mH, C = 255.51 pico-farad.
lc-kerffilterontwerp
Soos ons uit die naam van die filter kan interpreteer, is die LC Notch-filter ontwerp met slegs induktore en kapasitors. Die ontwerpmetode van 'n LC-kerffilter is redelik eenvoudig. Aanvanklik word een induktor en een keer kapasitor by parallelle verbinding gehou. Dan word 'n ander kombinasie van induktor en kapasitor in serieverbinding gehou. Die stroombaandiagram is soos volg.
Die uitsetimpedansie kom soos volg:
Die oordragfunksie is:
Die afsnyfrekwensies is -
kerffilter met gebruik van op amp || kerffilterkring met gebruik van opversterker
Kerffilters word gerealiseer met behulp van operasionele versterkers. Aanvanklik word beide die hoogdeurlaat- en laagdeurlaatfilters geskep met behulp van operasionele versterkers. Dan word hul uitsette opgesom deur 'n ander operasionele versterker te gebruik om die uitkoms te kry. Die stroombaandiagram wat in die artikel gegee word, beeld 'n kerffilter uit wat op-versterkers gebruik.
60hz kerffilter
'n 60 Hz-kerffilter kan 'n 60 Hz-sein verwerp deur die krag van die beweging byna ongeskonde te hou. 'n Kerffilter word gebruik omdat dit die frekwensieband akkuraat sal verswak. ’n 60 Hz-kerffilter het aanvraag in die VSA omdat die kragtoevoer in huishoudings ’n frekwensie van 60 HZ het.
60 Hz-kerffilterontwerp
Soos ons weet, is enige kerffilter ontwerp met 'n hoogdeurlaatfilter en 'n laagdeurlaatfilter. 'n Bykomende op-amp is nodig om die uitset van beide die filters op te tel. Tipies kom die Q as 6 vir 'n 60 Hz-filter. Die gegewe vergelyking kan die kerffrekwensie bepaal.
ALP is die laagdeurlaatfilter se uitset wanneer die frekwensie van die filter dieselfde is as die verlangde uitsetfrekwensie, terwyl AHP die uitset vir die hoogdeurlaatfilter is. In die algemeen, die
waarde is een. Dus, die kerffrekwensie kom as uitsetfrekwensie, wat 60 Hz is.
Die volgende uitdrukking kan ook die uitsetfrekwensie bepaal:
Soos ons kan waarneem, is die uitsetfrekwensie afhanklik van die RF. Dus, die verandering van die waarde van Rf sal die kerffrekwensie verander.
rf-kerffilterontwerp
Die ontwerp van 'n RF-filter is 'n baie ingewikkelde proses. Dit benodig 'n bekwame ingenieur, aangesien akkuraatheid 'n belangrike parameter vir hierdie soort filters is. Die ontwerpproses van 'n RF-kerffilter word hieronder gegee.
- Spesifiseer die reaksie: In sy stadium word al die vereiste parameterwaardes gespesifiseer. Parameters soos – Reaksie, afsnypunt, ens. moet gestel word.
- Frekwensienormalisering: Die frekwensies word omgeskakel om by die standaardtabelle en kaarte te pas.
- Berekening van Ripple: In hierdie stadium word die konsep van 'n kerffilter gebruik. Om 'n RF-kerffilter te skep, wat slegs een frekwensie van 'n sekere frekwensieband kan verwerp, moet die rimpelwaarde as 'n hoë prioriteit beskou word. Hoe hoër die rimpelwaarde-toleransiegrens, hoe meer selektief word die filter.
- Pas by die verswakkende kurwes.
- Berekening van elementwaardes.
- Skaal van genormaliseerde waardes.
programmeerbare kerffilter
Die gewildste filter wat deesdae gebruik word, is die programmeerbare filter. Programmeerbare filters is maklik om te onderhou, maklik om mee te werk. Programmeerbare kerffilters is geen uitsondering nie. Ons kan die Q-waarde sowel as die natuurlike frekwensie beheer deur net die klokfrekwensie te verander.
kerf filter kode
Die kerffilterkode om 'n kerffilter in MATLAB te ontwerp, word hieronder gegee. As u enige een daarvan met die regte spesifikasies skryf, sal u 'n kerffilter gee.
FM-uitsaai-kerffilter
Byna in elke groot stad is daar 'n groot moontlikheid dat 'n mens die radiofrekwensie van die FM-radiostasies kan ontvang. Die FM-uitsaaikerffilter sal 'n 30db-demping vir die FM-seine in die reeks van 88 tot 108 MHz verskaf.
oudio-kerffilter
'n Kerffilter is 'n belangrike instrument vir oudio-ingenieurswese. Oor die algemeen word sommige ongewenste frekwensiekomponente in die oorspronklike klank deurmekaar. Om sulke frekwensie te verwyder of uit te skakel, word 'n klankkerffilter gebruik.
oudiokerffilterontwerp || oudiokerffilterkring || fm-kerffilterkring
Die volgende stroombaan is 'n voorbeeld van oudio- en FM-kerfontwerp. Neem die weerstand- en kapasitorwaardes noukeurig waar voordat die ontwerp begin word. Die formule vir middelfrekwensie word ook gegee.
skematiese klankkerffilter
Die klankkerffilter het 'n redelik eenvoudige ontwerp. Die skema kan maklik vir die huidige toestand geteken word deur die standaardprosedures te volg.
biquad-kerffilter
'n Biquad-filter is 'n digitale filter. Meer spesifiek is dit 'n IIR-filter wat twee pole en twee nulle het. Die 'Biquad' is 'n afkorting van die term – Bi-kwadraties. Kerffilters kan ook ontwerp word deur die topologie te gebruik. Die oordragfunksie vir die filter kom soos volg:
532 nm kerffilter
532 nm kerffilter is 'n verskeidenheid optiese kerffilters. Die spesifikasie van die filter is 532 nm, wat beteken dat die optiese kerf die ligkomponent met 'n golflengte van 532 nanometer kan blokkeer. Dit is een van die gewildste optiese kerffilters. Daar is ander spesifikasies soos 785 nm.
harmoniese kerffilter
'n Harmoniese kerffilter is 'n spesiale tipe kerffilter, wat toepassings in verskeie velde het. Die filter volg die volgende oordragfunksie.
H(z)=12(1+A(z))
kerf filter ontwerp hulpmiddel
Daar is 'n ander soort gereedskap beskikbaar in die mark om die kerffilter digitaal te ontwerp. Baie soorte digitale filters kan met behulp van sulke toestelle geskep word. Dit sal die beste wees as jy slegs die frekwensiewaarde toeken. Een van die gunsteling gereedskap word deur Texas vervaardig Instrumente.
betalight-kerffilter
Betaflight is 'n vlugbeheersagteware waar multi-rotor-vaartuie beheer word. As deel van die proses word kerffilters ook in die sagteware ontwerp en ingestel.
kerf filter oordrag funksie afleiding
Die volgende uitdrukking gee die oordragfunksie van 'n kerffilter -
Hier verwys wz na die nul-sirkulêre frekwensie, terwyl wp na die pool-sirkulêre frekwensie verwys. Laastens beteken q die kwaliteitsfaktor van die kerffilter.
Q word gegee deur – fr / Bandwydte.
As die ωp = ωz, dit is 'n standaard kerf tipe.
As die ωp > ωz, dit is 'n hoë slaagkerf tipe.
As die ωz < ωp, dit is 'n lae deurlaatkerftipe.
kerffilter vir EKG-sein
EKG of Elektrokardiograaf is 'n baie belangrike proses van diagnose in mediese wetenskappe. Verskeie filters word gebruik om die uitsetdata wat deur die masjien geproduseer word, te vertoon. Sonder die filters is dit redelik onmoontlik om die waardes te lees.
Daar is drie soorte filters wat in 'n EKG-lesing gebruik word. Dit is - hoogdeurlaatfilter, laagdeurlaatfilter en kerffilter. Hoëdeurlaatfilter filtreer hoëfrekwensiekomponente uit, terwyl laagdeurlaatfilters dieselfde doen vir algemene frekwensiekomponente. Die kerffilters filter 'n sekere gegewe frekwensiereeks uit.
Veral die verskafde frekwensie van die AC meng in met die EKG-lesings. Kerffilter verwyder sulke inmenging. Vir Noord-Amerika is die toevoerfrekwensie 60 Hz, dus word 'n 60 Hz-kerffilter gebruik. In Indië en ander lande waar die toevoerfrekwensie 50 Hz is, word 'n 50 Hz-kerffilter gebruik.
