Aktivní dolní propust: 13 faktů, které většina začátečníků neví!

by
  • Definice aktivního LPF
  • Co dělá aktivní LPF?
  • Složky aktivního LPF
  • Frekvenční odezva
  • Návrh aktivní LPF
  • Frekvenční škálování
  • Funkce přenosu
  • Co je LPF druhého řádu
  • Funkce přenosu aktivního LPF druhého řádu
  • Navrhněte aktivní LPF druhého řádu
  • Porovnání aktivního dolnoprůchodového a pasivního dolnoprůchodového filtru
  • Proč používáme aktivní LPF
  • Výhody aktivního LPF
  • Nejčastější dotazy

Co je aktivní nízkopropustný filtr?

Nejdříve nejdříve, pojďme diskutovat o tom, jak jednoduché Nízkoprůchodový filtr je-

"Low Pass Filter je typ filtru, který hlavně prochází signály s frekvencí nižší než konkrétní mezní frekvence a tlumí veškerou frekvenci vyšší než mezní rozsah ".

Nyní Aktivní nízký průchod Filtr je vyroben z aktivní složky jako operační zesilovač, rezistory a také nese signály s nižší frekvencí a méně Odpor a má a konstantní zesílení výstupu z nuly na mezní frekvenci.

Součásti aktivního filtru s nízkým průchodem: 

Aktivní filtry se skládají z aktivních součástí, jak název napovídá, jako je operační zesilovač, tranzistory nebo FET v obvodu.

Aktivní filtr se obvykle skládá ze zesilovačů, kondenzátorů a odporů.

Takže obecně, Aktivní filtr s nízkým průchodem je jakýkoli filtr používající Operační zesilovač zlepšit výkon a předvídatelnost za tak nízkou cenu.

Jak funguje aktivní dolní propust

Aktivní dolní propust
Aktivní dolní propust

                               

Na výše uvedeném obrázku je to běžně používaný aktivní dolní propust.

Frekvenční odezva nízkoprůchodového filtru:

LPF CHARAC 1.1 1
Charakteristická křivka aktivního LPF

Aktivní nízkoprůchodový filtr:

Odpor R =

EQ 10

              Fc = mezní frekvenci

              Ωc = mezní frekvenci

              C = kapacitní

EQ 11

Mezní frekvenci lze měnit vynásobením RC nebo C.

EQ 12

Funkce přenosu aktivního nízkoprůchodového filtru první objednávky:

Diferenciální rovnice pro filtr -

EQ 13

Aktivní LPF druhého řádu:

Co jsou LPF druhého řádu?

K sestavení filtru druhého řádu obvykle používáme operační zesilovač, a proto lze filtr druhého řádu nazývat také jako filtr VCVS; kde VCVS se označuje zesilovač „Voltage Control Voltage Source“. Navrhujeme filtr druhého řádu spolu s aktivním RC filtrem prvního řádu.

Jelikož se jedná o filtr s nízkým průchodem, umožňuje pouze průchod signálů s nízkou frekvencí a zeslabuje všechny vyšší frekvence nad stanovený frekvenční rozsah.

Nízkofrekvenční filtr druhého řádu zeslabuje přesněji vysokofrekvenční signály. Zisk se snižuje rychlostí 12 dB na oktávu. Jinak je to 40 dB / dekádu.

2. OBJEDNÁVKA LPF
LPF diagram druhého řádu

                                                                                   

Ve filtru druhého řádu

EQ 1

Pokud se hodnoty odporu a kondenzátoru liší,

EQ 2

Pokud jsou hodnoty odporu a kondenzátoru stejné,

EQ 3

Funkce přenosu aktivního nízkoprůchodového filtru druhého řádu:

Funkce přenosu je označena jako,

EQ 4

Velikost funkce přenosu -

EQ 5

Kde ωc je mezní frekvence.

Jsou uvedeny frekvenční odezvy dolních propustí aktivních filtrů druhého řádu.

2. ŘÁD CHARAC
Frekvenční odezva LPF druhého řádu

                                                                          

Návrh aktivní dolní propusti druhého řádu

Nejprve zvolíme hodnotu mezní frekvence, ωc (nebo fc).

Najít R,

EQ 6
  • RF přichází jako -

                              Rf = K (2R) = 3.172 R.

  • Najděte R1, zatímco K = 1.586
POSLEDNÍ EQ

Rozdíly mezi aktivním dolním filtrem a pasivním dolním filtrem:

  • Aktivní komponenty jsou efektivně nákladnější, proto jsou aktivní filtry také drahé, zatímco cena pasivních filtrů je nižší kvůli přítomnosti pasivních komponent.
  • Aktivní nízkoprůchodový filtrační obvod je složitý, zatímco pasivní nízkoprůchodový filtrační obvod má menší složitost.
  • Pro provozování aktivního LPF potřebujeme pro jeho provoz externí napájecí zdroj. Pasivní filtry však nevyžadují externí napájení, protože pohání energii pro svou činnost z aplikovaného vstupního signálu.
  • Pasivní filtry obsahují více komponent než aktivní dolní propust; proto mají vyšší hmotnost.
  • Aktivní LPF je během změny teploty citlivější, ale pasivní vykazují s rostoucí teplotou nižší citlivost.

Proč používat Active LPF?

Vzhledem k méně složitým obvodům a nižší ceně než ostatní aktivní filtry používáme aktivní LPF v mnoha oblastech.

Podívejte se na ně zde - Low Pass Filter Applications.

  • Nízkoprůchodový filtr se používá v „syčivých“ filtrech.
  • Tyto filtry se také používají v ADC. V těchto obvodech fungují jako vyhlazovací filtr.
  • LPF se také používají k zabránění harmonických emisí z RF vysílačů.
  • Tyto filtry také nacházejí uplatnění v hudebních systémech. Tam tyto filtry vynechávají vysokofrekvenční komponenty.

Výhody filtru Active Low Pass:

  • Pro přenosovou funkci s indukčními charakteristikami může dosáhnout uspokojivého výkonu s přijatelným rozsahem frekvencí.
  • Vysoká vstupní impedance a nízká výstupní impedance op-amp, aby obvod vynikající při kaskádování.
  • Díky lepšímu zesílení poskytuje větší zisk.

Co je to frekvence 3db v aktivním dolnoprůchodovém filtru?

3db je úroveň výkonu, kde mezní frekvence je o 3dB nižší než maximální hodnota a 3dB je obvykle polovina maximálního výkonu.

Chcete-li si přečíst více o elektronice klikněte zde