9 faktů o vysokopropustném filtru: funkce, typy, aplikace

1. Jaké jsou filtry High-Pass?
2. Jak funguje horní propust?
3. Co dělá horní propust v obvodu?
4. Co je symbol horního filtru?
5. Jaký je typ horní propusti?
6. Různé příklady vysokoprůchodových filtrů
7. Časová odezva a Frekvenční odezva hpf
8. Mezní frekvence hpf
9. Funkce přenosu horní propusti
10. Srovnání mezi horní a dolní propustí

Co je to High Pass Filter?

"High pass filter je obvod, který tlumí všechny signály frekvencí, které patří k níže uvedené mezní frekvenci, a poskytuje konstantní výstup nebo zisk nad touto konkrétní frekvencí. "

Na výše uvedeném obrázku provádí obvod CR „filtrování“. Operační zesilovač je spojen s napěťovým sledovačem. Nyní je zabudován také zpětnovazební systém, který ruší ofsetové napětí podle vlastností operačního zesilovače.

Zde,

Rovnici lze vypočítat pomocí vlastnosti ideálního operačního zesilovače, která uvádí, že operační zesilovač má nekonečný zisk. Zde f představuje frekvenci vstupního signálu.

Kde= Zisk propustného pásma HPF,

f = frekvence vstupního signálu (je to také mezní frekvence),

Provoz horní propusti:

Zde rovnice ziskové velikosti provádí ověřování na nižší úrovni frekvence.

At f = f_c,

• At f >> f_c,

Charakteristiky horního filtru

Typy filtru s vysokým průchodem:

• Pasivní vysokoprůchodové filtry
• Aktivní High Pass filtry

Aktivní horní propust není nic jiného, ​​než obvod obsahuje aktivní složku, jako je tranzistor, operační zesilovač (operační zesilovač) atd. Použití těchto zařízení nám poskytuje větší účinnost.

Výhoda High Pass filtru:

Aktivní vysoká propustné filtry mají oproti jiným typům několik výhod filtrů. Hlavní výhody jsou uvedeny níže.

• 1. Zesílení slabšího signálu,
• 2. Efektivní přenos signálu (s minimální ztrátou),
• 3. Efektivní výkon při použití ve vícestupňovém filtru.

Fungování horní propusti.

Nejpřímější a nejjednodušší typ filtru je Filtr prvního řádu. Má jednu reaktivní složku. The transformaci proces je celkem jednoduchý. Musíte přidat pouze operační zesilovač.

Operační zesilovače mají několik konfigurací. Různé konfigurace mají různé atributy a dopad na výkon filtru.

Nyní si povšimněte míry zavádění filtru první objednávky. Rychlost odvalení je definována jako rychlost, s jakou se mění zisk filtru v provozním zastavovacím pásmu. Míra představuje strmost křivky a také nám pomáhá zjistit tempo růstu.

Filtry prvního řádu přicházejí s rychlostí růstu 20 dB / dekádu nebo jinými slovy, lze říci, že rychlost růstu je 6db / oktáva.

Přenosová funkce filtru horní propust

Víme, že impedance kondenzátoru se mění s frekvencí. Proto elektronické filtry přicházejí s odezvou, která závisí na frekvencích.

Impedance kondenzátoru je obvykle dána následující rovnicí.

Kde, s= σ +jω, ω představuje úhlová frekvence.

Funkce přenosu je odvozena pomocí několika základních teorií teorie sítí.

Funkce přenosu je dána poměrem výstupu k dodanému vstupu. Typické znázornění funkce přenosu je uvedeno následovně.

Typická přenosová funkce je:

Kde,

a₁ představuje amplitudy signálů

ω₀ představuje úhlové mezní frekvence

Použití aktivního High Pass filtru:

• Přenášet vyšší frekvenci v případě filtrů souvisejících s videem.
• Frekvence se mění na základě různých tvarů vln.
• Aktivní nacházejí uplatnění v CRO, generátorech.

Pasivní High Pass filtry:

Proč se používají pasivní horní propusti?

Filtr se nazývá pasivní, když nebude existovat žádné externí napájení, a vstupní signál také zůstane bez zesílení kvůli pasivním komponentám přítomným ve filtru. Pasivní komponenty mohou být stejné jako dolní propust, ale celkové připojení je vždy obrácené. Pasivními součástmi jsou rezistor (R) a kondenzátor (C), jedná se tedy o kombinaci RC filtru.

Název "pasivní, „vysoké“, „vyhovující“ a „filtrovat“ navrhnout, že filtr projde pouze vyšší frekvence, tj. bude blokovat nízké frekvence.

Ve výše uvedeném obvodu je výstupní napětí určeno napříč rezistorem (R); když se frekvence zvyšuje, reaktance kondenzátoru klesá, takže výstup a zisk se zvyšují současně.

Vzorec pro výpočet frekvence RC obvodu je,

f=1/2πRC

Jak vytvořit RC High Pass filtr:

K sestavení RC HPF potřebujeme následující komponenty,

• Generátor funkcí
• A 10nF keramický kondenzátor
• Rezistor 10 K ohmů

Frekvence:

                                    (0.00000001F) = 15,293 XNUMX Hz, čím větší je výstup, tím více je zeslaben signál.

Pokud dáme do obvodu vstup střídavého signálu z generátoru funkcí a nastavíme signál na nízkou frekvenci, kondenzátor zablokuje napěťový signál. Nízkofrekvenční signály, které se zablokují, tedy nedosahují kolem kondenzátoru. Vysokofrekvenční signály pokračují a přecházejí na výstup.

Pasivní High Pass filtry se používají v:

• Audio zesilovače
• V reproduktorových systémech
• V různých systémech ovládání hudby atd.

High Pass Filter prvního řádu vs. High Pass Filter druhého řádu

• High-pass filtr druhého řádu obsahuje dvě různé reaktivní složky.
• HPF prvního řádu má přenosovou funkci prvního řádu; na druhé straně HPF druhého řádu má přenosovou funkci druhého řádu.
• Filtr prvního řádu se liší od filtru druhého řádu na základě pásma zastavení. Sklon grafu druhého řádu je obvykle algebraická dvojnice prvního řádu.

Pasivní RL High Pass filtr:

Tento obvod se skládá z a rezistor a induktor. Induktor v obvodu propouští všechny nižší frekvence a snižuje napětí na něm. Také udržuje výstupní napětí blíže vstupnímu napětí.

K dispozici je frekvenční odezva v dB pod obvodem pro specifický rozsah frekvencí.

Dolní mezní frekvence pro RL horní propust je určen induktorem a paralelní kombinací RF a RL podle vzorce:

Kde, R_EQ = R_F|| R._L

Jak sestavit RL High Pass filtr:

K vybudování RL HPF potřebujeme,

• Generátor funkcí
• Rezistor
• Induktor
• Osciloskop

Pro vytvoření obvodu můžeme použít induktor 470 mH a odpor 10 KΩ.

Obvod tvoří vysokoprůchodový filtr a pomáhá vysokofrekvenčním signálům procházet na výstup. Filtruje také nízkofrekvenční signály přes induktor.

Butterworth High Pass filtr:

Co je Butterworthův filtr?

"Butterworth filtr je pravděpodobně první a nejznámější aproximace filtru. “

Butterworthův filtr je vytvořen pro získání plynulého grafu frekvenční odezvy v pásmu.

Obrázek obvodu -

Čebyševův vysokoprůchodový filtr:

Butterworthův filtr je vytvořen pro získání plynulého grafu frekvenční odezvy v pásmu. Filtry lze rozdělit do dvou kategorií. Kategorie jsou „Čebyševův filtr“ a „inverzní Čebyševův filtr“.

Odezva filtru vyjde jako odpověď Butterworthova filtru, pokud je hodnota zvlnění fixována na 0%. Pro aplikace v digitálních filtrech je obvykle hodnota zvlnění fixována na 0.5%.

Čebyševova frekvenční odezva

Horní propust vs. nízkopropustný filtr:

Proč bychom měli používat horní propust?

• High pass filtry jsou vynikající pro jakoukoli elektroniku nebo elektrický provoz.
• HPF nám umožňuje získat inscenaci poskytnutím větší kontroly nad procesem nebo experimentem.
• Odstraňování nežádoucího šumu je zatím nejlepší funkce.

Napište několik výhod High Pass filtru.

• Mějte ostrou odezvu.
• Vysílací výkon je dostatečně silný, aby přijímal frekvenci potřebného kanálu.
• Filtr má výhody v aplikacích pro zpracování zvuku, protože blokuje Stejnosměrný proud napětí od zesílení.

Chcete-li si přečíst více o elektronice klikněte zde

Soumali Bhattacharya

Ahoj, jsem Soumali Bhattacharya. Vystudoval jsem elektroniku.
V současné době investuji do oblasti elektroniky a komunikace.
Mé články jsou zaměřeny na hlavní oblasti základní elektroniky ve velmi jednoduchém, ale informativním přístupu.
Jsem živý student a snažím se udržovat si aktuální informace o všech nejnovějších technologiích v oblasti elektronických domén.

Spojme se přes LinkedIn –