Vodič o različitim vrstama aktivnih filtara i njihovoj primjeni

Vodič o različitim vrstama aktivnih filtara i njihovoj primjeni

Kako se vrijeme kretalo naprijed, a proučavanje filtara povećavalo, aktivni filtri bili su predmet rasprave. Aktivni filtri su a skupina elektroničkih filtara koji za svoje funkcioniranje koristi aktivne komponente poput pojačala. Pojačala se koriste u filtrima za projektiranje kako bi se poboljšala predvidljivost i izvedba. Sve je to gotovo, dok se drže podalje od potreba induktora. Karakteristike filtra obično se mogu odrediti pomoću pojačala. Ovaj članak predstavlja detaljnu studiju i upotrebu aktivnih filtara u modernoj tehnologiji. U budućnosti će razne vrste aktivnih filtara imati puno širi kapacitet i značit će buduću tehnologiju nego što je ima u sadašnjosti.



Što je aktivni filtar?

Filtar je električni n / w u bilo kojoj teoriji kruga, koji se koristio za promjenu faze ili amplitude karakteristika signala s obzirom na njegovu frekvenciju. U idealnom slučaju, ovo neće uključivati ​​novu frekvenciju i / p niti će mijenjati frekvencijsku komponentu tog signala. Aktivni filtar koristi operativna pojačala zajedno s razne elektroničke komponente poput otpornika, kondenzatora za filtriranje. Op-pojačala se koriste kako bi se omogućilo lako stvaranje mnogih vrsta aktivnih filtara.


Pojačalo sprečava impedansu opterećenja da utječe na karakteristike filtra. Oblik odziva, faktor dualnosti i podešena frekvencija i često se mogu postaviti s jeftinim promjenjivim otpornicima. U tim filtarskim krugovima možemo mijenjati jedan parametar bez oštećenja drugog. Budući da su njihova osnovna načela povrata projicirana oko 1970. godine, provedeno je puno istraživanja s tim filtrima i njihovom realnom primjenom.





Vrste aktivnih filtara

Najčešće vrste aktivnih filtara klasificirane su u četiri poput

  • Butterworth
  • Čebišev
  • Bessel
  • Eliptična

Tamo su dostupne su razne vrste filtara , ali većina se aplikacija može riješiti ovim implementacijama.



Vrste aktivnih filtara

Vrste aktivnih filtara

Filter Čebiševa

Aktivni filtar Čebišev naziva se i filtrom jednake valovitosti. Daje oštriju graničnu vrijednost od a Butterworthov filtar u propusnom opsegu. I filtri Chebyshev i Butterworth pokazuju velike fazne pomake u blizini granične frekvencije. Nedostatak Chebyshev filtra je vanjska strana minimuma i maksimuma pojačanja ispod granične frekvencije. Podesivi parametar u projektiranju filtra, talas pojačanja izražava se u dB.


Filter Čebiševa

Filter Čebiševa

Implementacija ovih filtara daje puno strmije odbacivanje, ali ima mreškanje u propusnom opsegu, pa se ne koristi u audio sustavima. Iako je to daleko bolje u nekim aplikacijama gdje je u propusnom opsegu dostupna samo jedna frekvencija, ali za uklanjanje su potrebne brojne druge frekvencije.

Butterworthov aktivni filtar

The Butterworthov aktivni filtar naziva se i ravnim filtrom. Implementacija aktivnog filtra Butterworth jamči ravnomeran odziv u propusnom opsegu i veliko odbacivanje. Ova grupa filtara približno odgovara savršenom uklapanju filtra u propusni opseg. Prikazane su krivulje frekvencijskog odziva različitih vrsta filtara. Ovaj filtar uključuje u osnovi ravnu amplitudu, frekvencijski odziv do granične frekvencije.

Butterworthov filtar

Butterworthov filtar

Hrapavost granične vrijednosti može se vidjeti na dijagramu. Poznato je da sva tri filtra postižu kut odvrtanja od -40db / desetljeće na frekvencijama mnogo boljim od graničnih vrijednosti. Ovaj filtar ima karakteristiku negdje b / n Filteri Čebiševa i Bessela . Ima razumno prevrtanje suknje i pomalo nelinearne fazne reakcije. Ovakav je filtar dobar, vrlo jednostavan za razumijevanje i izvrstan je za aplikacije za obradu zvuka.

Besselov filtar

Besselov filtar daje idealnu faznu karakteristiku s približno linearnim faznim odzivom do gotovo granične frekvencije. Iako uključuje vrlo linearni fazni odziv, ali prilično blagi nagib suknje. Primjene ovog filtra uključuju gdje je fazna karakteristika značajna. To je mali fazni pomak iako njegove granične karakteristike nisu previše inteligentne. Dobro se podudara za pulsne aplikacije.

Besselov filtar

Besselov filtar

Besselov filtar pokazuje stabilno kašnjenje širenja kroz i / p frekvencijski spektar. Tako će primjena kvadratnog vala na ulaz filtra dati kvadratni val na o / p bez prekoračenja. Nadalje, bilo koji će filtar čekati različite frekvencije za različite iznose. To će se očitovati kao prekoračenje na o / p valnom obliku.

Eliptični filtar

Eliptični filtar je puno više komplicirani filtar poput Čebiševa . Uključuje mreškanje u propusnom opsegu i ozbiljno prevrtanje po cijenu mreškanja u zaustavnom pojasu. Ovaj filtar isključuje svaki filtar u regiji pretvorbe, ali ima i područja zaustavnog i propusnog opsega. Ovaj filtar može biti dizajniran za veliku pozornost određenih frekvencija u zaustavnom pojasu, što smanjuje slabljenje daljnjih frekvencija u zaustavnom pojasu.

Eliptični filtar

Eliptični filtar

Prednosti aktivnih filtara

Prednosti aktivnih filtara uključuju sljedeće

  • Ovi su filtri razumniji od pasivnih.
  • Uređaj koji se koristi u ovim filtrima manji je od komponenata koji se koriste u pasivnim filtrima.
  • Aktivni filtar ne pokazuje gubitak umetanja.
  • Također omogućuje međufaznu izolaciju za kontrolu im / p / p i o / p impedancije.

Primjene aktivnih filtara

  • U sustavu se koriste aktivni filtri komunikacijski sustavi za suzbijanje buke , kako bi se izolirala komunikacija signala s različitih kanala kako bi se poboljšao jedinstveni signal poruke od moduliranog signala.
  • Te filtre dizajneri koriste u sustavima instrumentacije za odabir potrebnog frekvencijskog aparata i odvajanje neželjenih.
  • Ti se filtri mogu koristiti za ograničavanje propusnosti analognog signala prije nego što ih promijene u digitalne signale.
  • Analogni filtri koriste se u audio sustavima od strane inženjera za slanje različitih frekvencija raznim zvučnicima. Na primjer, u glazbenoj industriji, aplikacije za snimanje i reprodukciju potrebne su za upravljanje frekvencijskim komponentama.
  • U sustavu se koriste aktivni filtri biomedicinski instrumenti za povezivanje psiholoških senzora s dijagnostičkom opremom i bilježenjem podataka.

Trenutno, brojne vrste aktivnih filtara su u početnoj fazi zbog svog kratkog kapaciteta. Ali, trenutno ga mnogi inženjeri projektiraju s velikim kapacitetima. Učinkovitost dugoročno neće pritisnuti samo potrošače s nelinearnim opterećenjem da upotrijebe ove filtere za očuvanje već i kvalitetu učinkovite snage. Bit će dostupna konfiguracija velikog broja aktivnih filtara za nadoknađivanje jalove snage, harmoničke struje, neuravnotežene i neutralne struje. Kupac može odabrati aktivni filtar s preferiranim značajkama u bliskoj budućnosti kako tehnologija napreduje. Nadalje, bilo kakva pitanja u vezi s ovim konceptom ili znati za Butterworthovu konstrukciju filtra i njegove prijave, dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je funkcija filtra ?

Foto bodovi: