Laikui bėgant į priekį ir didėjant filtrų tyrimui, aktyvūs filtrai buvo diskusijų dalykas. Aktyvūs filtrai yra a elektroninių filtrų grupė kuris savo veiklai naudoja aktyvius komponentus, pavyzdžiui, stiprintuvą. Stiprintuvai naudojami projektuojant filtrus, siekiant pagerinti nuspėjamumą ir našumą. Visa tai baigta laikantis atokiau nuo induktorių poreikio. Paprastai filtro charakteristikas galima nustatyti naudojant stiprintuvą. Šiame straipsnyje pateikiamas išsamus aktyviųjų filtrų tyrimas ir naudojimas šiuolaikinėse technologijose. Ateityje įvairių tipų aktyvūs filtrai turės daug didesnį pajėgumą ir reikš būsimą technologiją, nei ji turi šiuo metu.
Kas yra aktyvus filtras?
Bet kurioje grandinės teorijoje filtras yra elektrinis n / w, kuris naudojamas pakeisti signalo charakteristikų fazę arba amplitudę, atsižvelgiant į jo dažnį. Idealiu atveju tai neapims naujo i / p dažnio ir nepakeis to signalo dažnio komponento. Naudojamas aktyvus filtras operaciniai stiprintuvai kartu su įvairūs elektroniniai komponentai kaip rezistoriai, kondensatoriai filtravimui. „Op-Amps“ yra naudojami tam, kad būtų galima lengvai padaryti daugybę aktyvių filtrų.
Stiprintuvas neleidžia apkrovos varža paveikti filtro charakteristikų. Atsakymo forma, dvigubumo faktorius ir sureguliuotas dažnis, kurį dažnai galima nustatyti naudojant nebrangius kintamuosius rezistorius. Šiose filtrų grandinėse mes galime pakeisti vieną parametrą, nepažeisdami kito. Nuo tada, kai apie 1970 m. Buvo numatyti pagrindiniai jų grąžinimo principai, buvo atlikta daug tyrimų su šiais filtrais ir realiais jų pritaikymo būdais.
Aktyvių filtrų tipai
Dažniausiai pasitaikantys aktyviųjų filtrų tipai skirstomi į keturis, pvz
- Butterworthas
- Čebyševas
- Beselis
- Elipsės formos
Yra yra įvairių rūšių filtrai , tačiau daugumą programų galima išspręsti įgyvendinus šiuos veiksmus.
Aktyvių filtrų tipai
Čebyševo filtras
Chebyševo aktyvus filtras taip pat įvardijamas kaip vienodas pulsacijos filtras. Tai suteikia ryškesnę ribą nei a Butterworth filtras leidimo juostoje. Tiek Čebyševo, tiek Butterwortho filtrai rodo didelius fazių poslinkius, artimus ribiniam dažniui. Čebyševo filtro trūkumas yra stiprinimo minimumų ir maksimumų išorė žemiau ribinio dažnio. Reguliuojamas parametras projektuojant filtrą, stiprinimo bangavimas išreiškiamas dB.
Čebyševo filtras
Šių filtrų diegimas suteikia daug staigesnį pasisukimą, tačiau turi bangų dažnių juostą, todėl jis nenaudojamas garso sistemose. Nors tai yra daug geriau kai kuriose programose, kur leidimų juostoje yra tik vienas dažnis, tačiau norint pašalinti, reikia daugybės kitų dažnių.
„Butterworth“ aktyvusis filtras
„Butterworth“ aktyvus filtras taip pat vadinamas plokščiu filtru. „Butterworth“ aktyviojo filtro įdiegimas garantuoja vienodą reakciją į praleidimo juostą ir gausų pasisukimą. Ši filtrų grupė apytiksliai atspindi puikų filtro pritaikymą leidimo juostoje. Rodomos įvairių filtrų dažnio atsako kreivės. Šis filtras apima iš esmės plokščią amplitudę, dažnio reakciją iki ribinio dažnio.
„Butterworth“ filtras
Ribos šiurkštumas matomas diagramoje. Pažymėtina, kad visi trys filtrai pasiekia -40db / dešimtmetį posūkio kampą, kurio dažnis yra daug didesnis nei ribinis. Šis filtras turi charakteristiką kažkur b / n Čebiševo ir Beselio filtrai . Ji turi protingą sijono išvyniojimą ir šiek tiek netiesinę fazės reakciją. Šis filtras yra geras, labai lengvai suprantamas ir puikiai tinka garso apdorojimo programoms.
Beselio filtras
Beselio filtras suteikia idealią fazės charakteristiką su maždaug tiesiniu fazės atsaku iki beveik ribinio dažnio. Nors tai apima labai tiesinį fazinį atsaką, tačiau gana švelnų sijono nuolydį. Taikant šį filtrą, kai fazės charakteristika yra reikšminga. Tai yra nedidelis fazinis poslinkis, nors jo ribinės charakteristikos nėra labai protingos. Tai gerai pritaikyta pulsui.
Beselio filtras
Beselio filtras turi stabilų sklidimo vėlavimą per i / p dažnio spektrą. Taikant kvadratinę bangą filtro įėjimui, kvadratinė banga ant o / p bus neviršijama. Be to, bet kuris filtras lauks įvairių dažnių įvairiais dydžiais. Tai bus akivaizdu, kad viršija o / p bangos formą.
Elipsinis filtras
Elipsinis filtras yra daug daugiau sudėtingas filtras kaip Čebyševas . Į jį įeina bangų praleidimo juosta ir stiprus išstūmimas sustojimo juostos bangavimo kaina. Šis filtras turi visus konversijos regiono filtrus, tačiau juose yra ir sustojimo, ir praeities juostos regionai. Šis filtras gali būti suprojektuotas taip, kad būtų skiriamas didelis dėmesys tam tikriems stabdymo juostos dažniams, o tai sumažina kitų sustojimo juostos dažnių slopinimą.
Elipsinis filtras
Aktyvių filtrų pranašumai
Aktyvių filtrų pranašumai yra šie
- Šie filtrai yra labiau pagrįsti nei pasyvūs filtrai.
- Šiuose filtruose naudojamas aparatas yra mažesnis nei komponentai, naudojami pasyviuose filtruose.
- Aktyvus filtras nerodo jokių įterpimo nuostolių.
- Tai taip pat leidžia tarp etapų izoliuoti valdant i / p ir o / p impedanciją.
Aktyvių filtrų programos
- Aktyvūs filtrai naudojami ryšių sistemos triukšmui slopinti , siekiant izoliuoti signalo ryšį iš įvairių kanalų, siekiant pagerinti unikalų pranešimo signalą nuo moduliuojamo signalo.
- Šiuos filtrus prietaisų sistemose dizaineriai naudoja norimo dažnio aparatui pasirinkti ir nepageidaujamiems atjungti.
- Šie filtrai gali būti naudojami norint apriboti analoginio signalo pralaidumą prieš keičiant juos į skaitmeninius signalus.
- Analoginiai filtrai naudojami garso sistemose inžinierių siųsti įvairius dažnius į įvairius garsiakalbius. Pavyzdžiui, muzikos pramonėje dažnių komponentams valdyti reikalingos įrašų ir atkūrimo programos.
- Aktyvūs filtrai naudojami biomedicinos instrumentai susieti psichologinius jutiklius su diagnostikos įranga ir duomenų registravimu.
Šiuo metu, daugybė aktyvių filtrų tipų yra pradiniame etape dėl savo trumpo pajėgumo. Tačiau šiuo metu daugelis inžinierių projektuoja jį su dideliu pajėgumu. Veiksmingumas ilguoju laikotarpiu ne tik spaudžia vartotojus, turinčius netiesinę apkrovą, naudoti šiuos filtrus, kad išsaugotų, bet ir efektyvios energijos kokybę. Galima kompensuoti daugybę aktyvių filtrų, kad būtų kompensuota reaktyvioji galia, harmoninė srovė, nesubalansuota ir neutrali srovė. Netolimoje ateityje klientas gali pasirinkti aktyvų filtrą su pageidaujamomis funkcijomis, kai technologijos juda toliau. Be to, bet kokie klausimai, susiję su šia koncepcija ar žinoti apie „Butterworth“ filtro konstrukciją ir jos taikomąsias programas, pateikite savo vertingus pasiūlymus komentuodami toliau pateiktame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, kokia yra filtro funkcija ?
Nuotraukų kreditai:
