Mi az a felüláteresztő szűrő?

"A magasáteresztő szűrő pontosan ellentétes az aluláteresztő szűrő áramkörével, mivel a két komponenst felcserélték a szűrők kimeneti jelére, amelyet most a w ellenálláson vesznek átmivel az aluláteresztő szűrő csak a jeleknek engedte átjutni az ƒc küszöbérték frekvenciapontja alatt, a passzív felső áteresztő szűrő áramkör, amint a neve is mutatja, csak a kiválasztott küszöbpont fölött továbbítja a jeleket, ƒc kiküszöböli az alsó frekvenciájú jeleket a a hullámforma. ----- FMUSER"

Tartalom

1) A túláteresztő szűrő áramköre

2) Az 1. rendű nagysebességű szűrő frekvenciaválasza

3) Lekapcsolási frekvencia és fáziseltolás

4) 1. sz. Magasnyomású szűrő példa

5) Második rendű nagysebességű szűrő

6) High Pass szűrő összefoglalása

7) Az RC differenciálás

A túláteresztő szűrő áramköre

Ebben az áramköri elrendezésben a kondenzátor reaktanciája nagyon magas alacsony frekvenciákon, tehát a kondenzátor úgy működik, mint egy nyitott áramkör, és blokkolja az összes bemeneti jelet a VIN-en, amíg el nem éri a cut-off frekvenciapontot (ƒC). 

Ezen a határfrekvencia felett a kondenzátor reaktanciája eléggé csökkent, hogy inkább egy rövidzárként járjon el, amely lehetővé teszi az összes bemeneti jel közvetlen továbbítását a kimenetre, amint azt a szűrők válaszgörbéje alább mutatja.

Lásd még: >> Mi az aluláteresztő szűrő és hogyan lehet aluláteresztő szűrőt felépíteni? 

Az 1. rendű nagysebességű szűrő frekvenciaválasza

A fenti passzív felülúszó szűrő Bode Plot vagy frekvencia-válasz görbéje pontosan ellentétes az aluláteresztő szűrőkével. Itt a jelet alacsony frekvenciákon csillapítják vagy csillapítják, a kimenet + 20dB / évtized (6dB / oktáv) mellett növekszik, amíg a frekvencia el nem éri a küszöböt (ƒc), ahol ismét R = Xc. 

Válaszgörbéje van, amely a végtelenségtől a határértékig terjed, ahol a kimeneti feszültség amplitúdója a bemeneti jel értékének 1 / √2 = 70.7% -a vagy a bemenet -3dB (20 log (Vout / Vin)). érték.

Azt is láthatjuk, hogy a kimeneti jel fázisszöge (Φ) vezet a bemenetéhez, és 45c frekvencián egyenlő + XNUMXo-val. Ennek a szűrőnek a frekvencia-válaszgörbéje azt jelenti, hogy a szűrő minden jelet átjuthat a végtelenbe. A gyakorlatban azonban a szűrő válasz nem terjed ki a végtelenre, hanem korlátozza az alkalmazott alkatrészek elektromos jellemzői.

Az első rendű nagyteljesítményű szűrő határfrekvencia-pontja ugyanazzal az egyenlettel található, mint az aluláteresztő szűrőé, de a fáziseltolás egyenletét kissé módosítják a pozitív fázisszög figyelembevétele érdekében, az alább látható módon.

Lásd még: >> Hogyan lehet aluláteresztő szűrőt tervezni - mélysugárzó?

Lekapcsolási frekvencia és fáziseltolás

 

Az áramköri nyereség, Av, amelyet Vout / Vin-ként adunk meg (nagyság), és a következőképpen kell kiszámítani:

1. sz. Magasnyomású szűrő példa
Számítsa ki a küszöb- vagy a „töréspont” frekvenciát (ƒc) egy egyszerű passzív nagyteljesítményű szűrő számára, amely egy 82pF kondenzátorból áll, sorba kötve egy 240 kΩ ellenállással.

Második rendű nagysebességű szűrő
Ugyanúgy, mint az aluláteresztő szűrőknél, a felső áteresztő szűrő szakaszai egymásba illeszthetők, hogy egy második sorrendű (kétpólusú) szűrőt képezzenek, az ábra szerint.

 

A fenti áramkör két elsőrendű szűrőt használ, amelyek egymáshoz vannak csatlakoztatva vagy egymásba ágyazva, hogy másodrendű vagy kétpólusú felső hozzáférési hálózatot képezzenek. Ezután az elsőrendű szűrőfokozatot másodrendűvé alakíthatjuk egyszerűen egy kiegészítő RC hálózat használatával, ugyanúgy, mint a 2. sorrendű aluláteresztő szűrőnél. Az így kapott másodrendű nagysebességű szűrőáramkör 40dB / évforduló lejtése (12dB / oktáv) lesz.

Az aluláteresztő szűrőhöz hasonlóan az ƒc leválasztási frekvenciát mind az ellenállások, mind a kondenzátorok az alábbiak szerint határozzák meg.

A gyakorlatban a passzív szűrők együttes lépcsőzetes kialakítása nagyobb méretű szűrők előállításához nehéz pontosan végrehajtani, mivel az egyes szűrőrendszerek dinamikus impedanciája befolyásolja a szomszédos hálózatot. A terhelési hatás csökkentése érdekében az egyes impedanciák impedanciáját 10x-szeresre tehetjük az előző szakaszba, tehát R2 = 10 * R1 és C2 = 1/10-a C1.

Lásd még: >> Aluljáró szűrők: van, amit csinálsz, és csinálsz vele! 

High Pass szűrő összefoglalása
Láttuk, hogy a passzív magasáteresztő szűrő pontosan ellentétes az aluláteresztő szűrővel. Ennek a szűrőnek nincs kimeneti feszültsége DC-től (0Hz), egy meghatározott határfrekvencián ((c). Ez az alsó határfrekvencia-pont a megengedett feszültségnövekedés 70.7% -a vagy -3dB (dB = -20log VOUT / VIN).

A ƒc „cut-off pont” alatti frekvenciatartományt általában Stop Band-ként, míg a „cut-off” pont fölötti frekvenciatartományt általában Pass Band-ként ismerték.

A felső áteresztő szűrő határfrekvenciája, sarokfrekvenciája vagy -3dB pontja a következő képlettel határozható meg: ƒc = 1 / (2πRC). A kapott kimeneti jel fázisszöge ƒc-nál + 45o. Általában a magasáteresztő szűrő kevésbé torzul, mint az egyenértékű aluláteresztő szűrő a magasabb működési frekvencia miatt.

Az ilyen típusú passzív szűrők nagyon gyakori alkalmazása az audioerősítőkben, mint kapcsolókondenzátorok két audioerősítő szakasz között, és a hangszóró rendszerekben, hogy a magasabb frekvenciájú jeleket a kisebb „tweeter” típusú hangszórókhoz irányítsák, miközben blokkolják az alsó basszusjeleket, vagy szűrőként is felhasználják az alacsony frekvenciájú zajok vagy a „zümmögés” típusú torzulások csökkentésére. 

Ha ilyen módon alkalmazzák az audio alkalmazásokban, akkor a nagysebességű szűrőt néha „low-cut” vagy „bass cut” szűrőnek hívják.

A Vout kimeneti feszültség az időállandótól és a bemeneti jel frekvenciájától függ, ahogy azt korábban láttuk. Az áramkörre váltóáramú szinuszos jel mellett egy egyszerű, 1. sorrendű, nagyteljesítményű szűrőként viselkedik. De ha a bemeneti jelet egy „négyszöghullám” alakú jelre változtatjuk, amelynek szinte függőleges bemenete van, az áramkör reagálása drámaian megváltozik, és olyan áramkört állít elő, amelyet általában differenciátorként ismertek.

Lásd még: >> Az RF szűrő alapjai bemutatója 

Az RC differenciálás

Mostanáig a szűrő bemeneti hullámformájának szinuszos vagy szinuszos hullámát feltételezték, amely alapvető jelből és néhány, a frekvenciatartományban működő harmonikusból áll, amely frekvenciatartománybeli választ ad a szűrő számára. Ha azonban a nagysebességű szűrőt egy négyzethullámú jelrel tápláljuk, amely az idõtartományban egy impulzus- vagy lépésválasz-bemenetet ad, akkor a kimeneti hullámforma rövid idõtartamú impulzusból vagy tüskékbõl áll, az ábra szerint.

Az RC differenciáló áramkör

A négyszöghullámú bemeneti hullámforma minden ciklusa két tüskét hoz létre a kimeneten, egy pozitív és egy negatív, és amelynek amplitúdója megegyezik a bemenetéval. A tüskék bomlási sebessége függ az időállandótól, (RC) mindkét elem értékétől (t = R x C) és a bemeneti frekvencia értékétől. A kimeneti impulzusok egyre inkább hasonlítanak a bemeneti jel alakjára, ahogy a frekvencia növekszik.

Még szintén kedvelheted:

Mi a különbség az AM és FM?

Mi FM (Frekvencia moduláció)?

Mi a különbség a AM és FM rádiójeleket?

Frekvencia moduláció előnyei és hátrányai

AM vevő vs FM vevő | Az AM és az FM vevő közötti különbség

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista