9 faktów na temat filtra górnoprzepustowego: funkcja, typy, aplikacje

1. Co to są filtry górnoprzepustowe?
2. Jak działa filtr górnoprzepustowy?
3. Co robi filtr górnoprzepustowy w obwodzie?
4. Co to jest symbol filtra górnoprzepustowego?
5. Jaki jest typ filtra górnoprzepustowego?
6. Różne przykłady filtrów górnoprzepustowych
7. Odpowiedź czasowa i pasmo przenoszenia hpf
8. Częstotliwość odcięcia hpf
9. Funkcja przenoszenia filtra górnoprzepustowego
10. Porównanie między filtrem górnoprzepustowym i dolnoprzepustowym

Co to jest filtr górnoprzepustowy?

"Filtr górnoprzepustowy to obwód, który tłumi wszystkie sygnały o częstotliwościach należących do poniższej częstotliwości odcięcia i zapewnia stałą moc wyjściową lub wzmocnienie powyżej tej konkretnej częstotliwości".

Na powyższym rysunku układ CR „filtruje”. Wzmacniacz operacyjny jest połączony z wtórnikiem napięciowym. Teraz zastosowano również układ sprzężenia zwrotnego, który niweluje napięcie przesunięcia zgodnie z właściwością wzmacniacza operacyjnego.

Tutaj,

Równanie można obliczyć wykorzystując właściwość idealnego wzmacniacza operacyjnego, która mówi, że wzmacniacz operacyjny ma nieskończone wzmocnienie. Tutaj f oznacza częstotliwość sygnału wejściowego.

Gdzie= Wzmocnienie pasma przenoszenia HPF,

f = częstotliwość sygnału wejściowego (jest to również częstotliwość odcięcia),

Działanie filtra górnoprzepustowego:

Tutaj równanie wzmocnienia-wielkości sprawdza się przy niższym poziomie częstotliwości.

At fa = fa_c,

• At f >> f_c,

Charakterystyka filtra górnoprzepustowego

Rodzaje filtrów górnoprzepustowych:

• Pasywne filtry górnoprzepustowe
• Aktywne filtry górnoprzepustowe

Aktywny filtr górnoprzepustowy to nic innego jak obwód zawierający element aktywny taki jak tranzystor, wzmacniacz operacyjny (op-amp) itp. Korzystanie z tych urządzeń daje nam większą wydajność.

Zaleta filtra górnoprzepustowego:

Aktywny wysoki filtry przepustowe mają kilka zalet w porównaniu z innymi typami filtrów. Główne zalety podano poniżej.

• 1. Wzmocnienie słabszego sygnału,
• 2. Sprawna transmisja sygnału (przy minimalnych stratach),
• 3. Wydajne działanie w przypadku stosowania w filtrze wielostopniowym.

Działanie filtra górnoprzepustowego.

Najprostszy i najprostszy rodzaj filtra jest filtrem pierwszego rzędu. Ma jeden składnik reaktywny. ten transformatorowy proces jest dość prosty. Musisz dodać tylko wzmacniacz operacyjny.

Wzmacniacze operacyjne mają kilka konfiguracji. Różne konfiguracje mają różne atrybuty i wpływ na wydajność filtra.

Teraz zwróć uwagę na szybkość wycofywania filtra pierwszego rzędu. Współczynnik roll-off definiuje się jako szybkość, z jaką wzmocnienie filtra zmienia się w operacyjnym paśmie zatrzymania. Stopa przedstawia stromość krzywej, a także pomaga nam określić tempo wzrostu.

Filtry pierwszego rzędu mają tempo wzrostu 20 dB / dekadę lub inaczej mówiąc, można powiedzieć, że tempo wzrostu wynosi 6 dB / oktawę.

Funkcja transferu filtra górnoprzepustowego

Wiemy, że impedancja kondensatora zmienia się wraz z częstotliwością. Dlatego filtry elektroniczne mają odpowiedź zależną od częstotliwości.

Impedancję kondensatora zwykle określa poniższe równanie.

Gdzie, s= σ +jω, ω oznacza częstotliwość kątowa.

Funkcję transferu wyprowadza się za pomocą kilku podstawowych twierdzeń teorii sieci.

Funkcja transferu jest określana jako stosunek sygnału wyjściowego do dostarczonego sygnału wejściowego. Poniżej podano typową reprezentację funkcji przenoszenia.

Typowa funkcja transferu to:

Gdzie,

a₁ reprezentuje amplitudy sygnałów

ω₀ reprezentuje kątowe częstotliwości odcięcia

Zastosowanie aktywnego filtra górnoprzepustowego:

• Aby nadawać wyższą częstotliwość w przypadku filtrów związanych z wideo.
• Częstotliwość jest zmieniana na podstawie różnych przebiegów.
• Te aktywne znajdują zastosowanie w CRO, generatorach.

Pasywne filtry górnoprzepustowe:

Dlaczego używane są pasywne filtry górnoprzepustowe?

Filtr nazywa się pasywnym, gdy nie będzie żadnego zewnętrznego zasilania, a sygnał wejściowy również pozostaje niewzmocniony ze względu na elementy pasywne obecne w filtrze. Elementy pasywne mogą być takie same jak dolnoprzepustowe, ale ogólne połączenie jest zawsze odwrócone. Elementy pasywne to rezystor (R) i kondensator (C), więc jest to kombinacja filtrów RC.

Imię "pasywny ”,„ wysoki ”,„ pasywny ”i„ filtr ” sugeruje, że filtr przejdzie tylko wyższa częstotliwośćczyli tak będzie blokować niskie częstotliwości.

W powyższym obwodzie napięcie wyjściowe jest określane na rezystorze (R); gdy częstotliwość wzrasta, reaktancja kondensatora maleje, więc moc wyjściowa i wzmocnienie rosną jednocześnie.

Wzór na obliczenie częstotliwości obwodu RC to:

f=1/2πRC

Jak zbudować filtr górnoprzepustowy RC:

Aby zbudować RC HPF, potrzebujemy następujących komponentów:

• Generator funkcji
• 10nF kondensatorów ceramicznych
• Rezystor 10 kiloomów

Częstotliwość:

                                    (0.00000001F) = 15,293 XNUMX Hz, im większa moc wyjściowa, tym większe tłumienie sygnału.

Jeśli podamy sygnał AC do obwodu z generatora funkcyjnego i ustawimy sygnał na niską częstotliwość, kondensator zablokuje sygnał napięciowy. Zatem sygnały o niskiej częstotliwości, które są blokowane, nie wychodzą poza kondensator. Sygnały o wysokiej częstotliwości idą dalej i przechodzą do wyjścia.

Pasywne filtry górnoprzepustowe są używane w:

• Wzmacniacze audio
• W systemach głośnikowych
• W różnych systemach sterowania muzyką itp.

Filtr górnoprzepustowy pierwszego rzędu kontra filtr górnoprzepustowy drugiego rzędu

• Filtr górnoprzepustowy drugiego rzędu zawiera dwa różne składniki reaktywne.
• HPF pierwszego rzędu ma funkcję przenoszenia pierwszego rzędu; z drugiej strony HPF drugiego rzędu ma funkcję przenoszenia drugiego rzędu.
• Filtr pierwszego rzędu różni się od filtra drugiego rzędu pasmem zatrzymania. Nachylenie wykresu drugiego rzędu jest zwykle algebraiczną podwójną wartością pierwszego rzędu.

Pasywny filtr górnoprzepustowy RL:

Ten obwód składa się z opornik i cewka indukcyjna. Cewka indukcyjna w obwodzie przepuszcza wszystkie niższe częstotliwości i zmniejsza na niej napięcia. Utrzymuje również napięcie wyjściowe bliżej napięcia wejściowego.

Poniżej obwodu występuje odpowiedź częstotliwościowa w dB dla określonego zakresu częstotliwości.

Dolna częstotliwość odcięcia dla RL filtr górnoprzepustowy jest określany przez cewkę indukcyjną i równoległą kombinację RF i RL, według wzoru:

Gdzie, R._EQ = R_F|| R_L

Jak zbudować filtr górnoprzepustowy RL:

Aby zbudować RL HPF, potrzebujemy,

• Generator funkcji
• Rezystor
• Induktor
• Oscyloskop

Do wykonania obwodu możemy użyć cewki 470mH i rezystora 10KΩ.

Obwód tworzy filtr górnoprzepustowy i pomaga sygnałom o wysokiej częstotliwości przejść na wyjście. Filtruje również sygnały o niskiej częstotliwości przez cewkę indukcyjną.

Filtr górnoprzepustowy Butterwortha:

Co to jest filtr Butterwortha?

"Butterworth filtr jest prawdopodobnie pierwszym i najbardziej znanym przybliżeniem filtra ”.

Filtr Butterwortha jest tworzony w celu uzyskania gładkiego wykresu odpowiedzi częstotliwościowej w paśmie przepustowym.

Obraz obwodu -

Filtr górnoprzepustowy Czebyszewa:

Filtr Butterwortha jest tworzony w celu uzyskania gładkiego wykresu odpowiedzi częstotliwościowej w paśmie przepustowym. Filtry można podzielić na dwie kategorie. Kategorie to „Filtr Czebyszewa” i „Filtr Odwrócony Czebyszewa”.

Odpowiedź filtra okazuje się być odpowiedzią filtra Butterwortha, jeśli wartość tętnienia jest ustalona na 0%. Zwykle wartość tętnienia jest ustalona na 0.5% dla zastosowań w filtrach cyfrowych.

Pasmo przenoszenia Czebyszewa

Filtr górnoprzepustowy vs. filtr dolnoprzepustowy:

Dlaczego powinniśmy używać filtra górnoprzepustowego?

• Filtry górnoprzepustowe są doskonałe do wszelkich operacji elektronicznych lub elektrycznych.
• HPF pozwala nam uzyskać inscenizację, zapewniając większą kontrolę nad procesem lub eksperymentem.
• Jak dotąd kolejną najlepszą funkcją jest odcięcie niechcianego hałasu.

Napisz kilka zalet filtra górnoprzepustowego.

• Miej ostrą odpowiedź roll-off.
• Moc nadawania jest wystarczająco duża, aby odbierać częstotliwość niezbędnego kanału.
• Filtr ma zalety w zastosowaniach przetwarzania dźwięku, ponieważ blokuje Prąd stały napięcie przed wzmocnieniem.

Więcej o elektronice kliknij tutaj

Soumali Bhattacharya

Cześć, jestem Soumali Bhattacharya. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Obecnie inwestuję w elektronikę i komunikację.
Moje artykuły skupiają się na głównych obszarach podstawowej elektroniki w bardzo prostym, ale pouczającym podejściu.
Jestem żywym uczniem i staram się być na bieżąco ze wszystkimi najnowszymi technologiami w dziedzinie elektroniki.

Połączmy się poprzez LinkedIn –