Kas yra analoginis filtras? - Skirtingi analoginių filtrų tipai

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Filtrą galima apibrėžti atsižvelgiant į įvairias sritis, tokias kaip chemija, optika, inžinerija, turbulencijos modeliavimas, inžinerija, skaičiavimas, filosofija ir signalų apdorojimas. Panagrinėkime signalo apdorojimo filtrus, filtrą galima apibrėžti kaip įtaisą, naudojamą nereikalingoms signalo dalims ar jų dalims pašalinti. Šis nereikalingų signalo dalių pašalinimas vadinamas filtravimo procesu. Šie signalo apdorojimo filtrai skirstomi į įvairius tipus, pvz elektroniniai filtrai , skaitmeniniai filtrai ir analoginiai filtrai.

Analoginiai filtrai

Analoginis filtras paprastai naudojamas elektronikoje ir yra laikomas pagrindiniu signalo apdorojimo elementu. Šie analoginiai filtrai naudojami garso signalams atskirti prieš juos pritaikant garsiakalbiams. Atskirti ir sujungti kelis telefono pokalbius į vieną kanalą galima naudojant analoginius filtrus. Iš radijo imtuvo pasirinkti tam tikrą radijo stotį atmetant visus kitus kanalus galima naudojant analoginius filtrus.




Nuolat kintantys signalai (analoginiai signalai) gali būti valdomi naudojant pasyvius linijinius elektroninius analoginius filtrus, sudarytus iš pasyvių elementų, tokių kaip rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai. Šie analoginiai filtrai dažnai naudojami leidžiant tam tikrus dažnio komponentus atmetant kitus iš analoginių ar nuolatinių laiko signalų.

Analoginių filtrų tipai

Linijiniai analoginiai filtrai gali būti išvardyti kaip tinklo sintezės filtrai, vaizdo impedansiniai filtrai ir paprasti filtrai. Tinklo sintezės filtrai vėl klasifikuojami kaip „Butterworth“ filtras, „Chebyshev“ filtras, „Elliptic“ arba „Cauer“ filtras, Beselio filtras, Gauso filtras, „Optimum“ L filtras („Legendre“) ir „Linkwithz-Riley“ filtras. Vaizdo impedanso filtrai dar klasifikuojami kaip „Constant k“ filtras, „m“ išvestas filtras, bendrieji vaizdo filtrai, „Zobel“ tinklas, grotelių filtras, tiltinio T uždelsimo ekvalaizeris, sudėtinio vaizdo filtras ir „mm“ tipo filtras. RC filtras, RL filtras, LC filtras ir RLC filtras vadinami paprastais filtrais.



Analoginio filtro dizainas

Analoginio filtro konstrukcijoje yra analoginio filtro perdavimo funkcijos, analoginių filtrų poliai ir nuliai, analoginių filtrų dažnio atsakas, išvesties atsakas ir įvairių tipų analoginiai filtrai. Analoginio filtro projektavimo filtrų metodai yra klasifikuojami kaip Butterworth, Chebyshev ir Elliptic filtrų modeliai, pagrįsti perdavimo funkcija su „n“ tvarka.

„Butterworth“ filtras

„Butterworth“ filtro dizainas

„Butterworth“ filtro dizainas

The Butterworth arba maksimaliai plokščio dydžio filtras turi plokščią (kiek įmanoma matematiškai) dažnio reakciją. Analoginis žemo dažnio filtro („Butterworth“) „plytų siena“, kurią galima apibrėžti kaip standartinius įvairių filtrų eilių apytikslius rodomus žemiau esančiame paveiksle (įskaitant idealų dažnio atsaką).


„Butterworth“ filtro idealus atsakas į dažnį

„Butterworth“ filtro idealus atsakas į dažnį

Jei padidinsime „Butterworth“ filtro tvarką, padidės ir „Butterworth“ filtro dizaino pakopiniai etapai. Taigi, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, filtro ir plytų sienos atsakas artėja. Paprastai tiesiniai analoginiai filtrai realizuojami naudojant įvairias topologijas, Butterworth filtrą galima realizuoti naudojant „Cauer“ arba „Sallen-key“ topologijas.

Čebyševo filtras

Chebysevo filtrai pavadinti Pafnufy Chebyshevo vardu, kuris nustatė matematinius skaičiavimus Čebyševo filtrai . Klaida tarp idealizuoto filtro ir faktinio filtro charakteristikų gali būti sumažinta naudojant Čebyševo filtro savybę.

Čebyševo filtras

Čebyševo filtras

Šie Čebyševo filtrai dar klasifikuojami kaip 1 ir 2 tipo Chebyševo filtrai. „Type1“ filtrai yra pagrindinio tipo, o padidinimo arba amplitudės atsakas yra n-osios analoginio žemo dažnio filtro (LPF-jei laikysime analoginius filtrus) kampinio dažnio funkcija. „Type2 Chebyshev“ filtras yra nedažnas tipas ir yra atvirkštinis filtras.

Čebyševo filtro tipai

Čebyševo filtro tipai

Paprasti analoginiai filtrai

RC filtras

RC filtro grandinė

RC filtro grandinė

Paprastos rezistoriaus-kondensatoriaus elektros grandinės, valdomos srovės ar įtampos šaltinio, veikia kaip analoginiai filtrai. Šios RC filtro grandinės naudojamos filtruoti signalą taip, kad jie blokuotų tam tikrus dažnius ir leistų praeiti kitiems dažniams. RC filtro grandinę galima prijungti kaip nuoseklų RC grandinė arba lygiagreti RC grandinė, kaip parodyta aukščiau esančiame paveiksle.

LC filtras

LC filtro grandinė

LC filtro grandinė

Paprasta induktoriaus-kondensatoriaus elektrinė grandinė veikia kaip LC filtras, kuris taip pat vadinamas sureguliuota grandine arba rezonansine grandine arba bako grandine. Ši LC grandinė taip pat veikia kaip elektrinis rezonatorius. LC grandinės naudojamos signalams generuoti arba signalams paimti tam tikru dažniu. LC filtras gali būti prijungtas kaip nuoseklioji LC grandinė arba lygiagreti LC grandinė, kaip parodyta aukščiau pateiktame paveikslėlyje.

RL filtras

RL filtro grandinė

RL filtro grandinė

Paprasta rezistoriaus-induktoriaus elektrinė grandinė veikia kaip RL filtro grandinė, valdoma naudojant srovės ar įtampos šaltinį ir pagaminta iš rezistoriaus ir induktoriaus. RL filtras gali būti prijungtas kaip serijinė RL grandinė arba lygiagreti RL grandinė, kaip parodyta aukščiau pateiktame paveikslėlyje.

RLC filtras

RLC filtro grandinė

RLC filtro grandinė

Paprasta rezistoriaus-induktoriaus-kondensatoriaus elektrinė grandinė veikia kaip RLC filtro grandinė, rezistorius, kondensatorių ir induktorių galima sujungti nuosekliai arba lygiagrečiai, kad būtų sudarytas serijinis RLC-filtras arba lygiagretus RLC-filtras. Ši RLC filtro grandinė formuojasi kaip harmoninis srovės osciliatorius ir rezonuoja kaip LC grandinė. Bet čia svyravimus galima susilpninti įvedus rezistorių ir šis efektas vadinamas slopinimu.

Ar norite išsamiai sužinoti apie praktišką analoginio ir skaitmeninio filtro dizainą? Jei jus domina projektavimas elektronikos projektai tada pasidalykite savo nuomonėmis, komentarais, klausimais ir pasiūlymais toliau pateiktame komentarų skyriuje.