Ko se čas premika naprej in se je študija filtrov povečala, so bili aktivni filtri predmet razprave. Aktivni filtri so a skupina elektronskih filtrov ki za svoje delovanje uporablja aktivne komponente, kot je ojačevalnik. Ojačevalniki se uporabljajo v filtrih za načrtovanje za izboljšanje predvidljivosti in zmogljivosti. To je vse končano, pri čemer se izogibamo potrebam induktorjev. Običajno je mogoče značilnosti filtra določiti z ojačevalnikom. Ta članek predstavlja podrobno študijo in uporabo aktivnih filtrov v sodobni tehnologiji. V prihodnosti bodo imeli različni tipi aktivnih filtrov veliko širšo zmogljivost in bodo pomenili prihodnjo tehnologijo, kot je trenutno.
Kaj je aktivni filter?
Filter je električni n / w v kateri koli teoriji vezja, ki se uporablja za spreminjanje faze ali amplitude značilnosti signala glede na njegovo frekvenco. V idealnem primeru to ne bo vključevalo nove frekvence i / p niti ne bo spreminjalo frekvenčne komponente tega signala. Aktivni filter uporablja operacijski ojačevalniki skupaj z različne elektronske komponente kot upori, kondenzatorji za filtriranje. Op-ampi se uporabljajo za enostavno izdelavo številnih vrst aktivnih filtrov.
Ojačevalnik ustavi impedanco obremenitve, da ne vpliva na značilnosti filtra. Oblika odziva, faktor dvojnosti in nastavljena frekvenca, ki jo lahko pogosto nastavimo s poceni spremenljivimi upori. V teh filtrirnih vezjih lahko spremenimo en parameter, ne da bi poškodovali drugega. Ker so bila njihova osnovna načela vračanja predvidena okoli leta 1970, je bilo s temi filtri in njihovimi realističnimi aplikacijami opravljenih veliko raziskav.
Vrste aktivnih filtrov
Najpogostejše vrste aktivnih filtrov so razvrščene v štiri, kot so
- Butterworth
- Čebišev
- Bessel
- Eliptična
Obstajajo na voljo so različne vrste filtrov , vendar je večino aplikacij mogoče rešiti s temi izvedbami.
Vrste aktivnih filtrov
Filter Čebišev
Aktivni filter Čebišev je imenovan tudi kot enakovreden valovit filter. Daje ostrejši rez kot a Butterworthov filter v pasu. Oba filtra Chebyshev in Butterworth kažeta velike fazne premike blizu mejne frekvence. Pomanjkljivost filtra Chebyshev je zunanji minimum in maksimum ojačenja pod mejno frekvenco. Nastavljiv parameter pri načrtovanju filtra, dobiček valov je izražen v dB.
Filter Čebišev
Izvedba teh filtrov daje veliko bolj strm odmik, vendar se valovi v pasovnem pasu, zato se ne uporabljajo v avdio sistemih. Čeprav je v nekaterih aplikacijah veliko boljše, če je v pasovnem pasu na voljo le ena frekvenca, vendar so za odpravo potrebne številne druge frekvence.
Aktivni filter Butterworth
The Aktivni filter Butterworth je imenovan tudi kot ploski filter. Izvedba aktivnega filtra Butterworth zagotavlja enakomeren odziv v pasovnem pasu in veliko odmikanje. Ta skupina filtrov približa popolno prileganje filtra v pasovnem pasu. Prikazane so krivulje frekvenčnega odziva različnih vrst filtrov. Ta filter vključuje v bistvu ravno amplitudo, frekvenčni odziv do mejne frekvence.
Butterworthov filter
Hrapavost odreza je razvidna iz diagrama. Znano je, da vsi trije filtri dosežejo kot odkota -40db / desetletje pri frekvencah, ki so veliko boljše od mejnih vrednosti. Ta filter ima značilnost nekje b / n Filtra Chebyshev in Bessel . Ima smiselno odvijanje krila in nekoliko nelinearne fazne odzive. Ta vrsta filtra je dober, zelo enostaven za razumevanje in odličen za aplikacije za obdelavo zvoka.
Besselov filter
Besselov filter daje idealno fazno značilnost s približno linearnim faznim odzivom do skoraj mejne frekvence. Vključuje zelo linearni odziv faze, vendar precej nežen naklon krila. Uporaba tega filtra vključuje, kjer je fazna značilnost pomembna. To je majhen fazni premik, čeprav njegove mejne značilnosti niso preveč inteligentne. Dobro se ujema s pulznimi aplikacijami.
Besselov filter
Besselov filter kaže stabilno zakasnitev širjenja po frekvenčnem spektru i / p. Torej z uporabo kvadratnega vala na vhodu filtra dobimo kvadratni val na o / p brez preseganja. Poleg tega bo kateri koli filter čakal različne frekvence za različne količine. To se bo pokazalo kot preseganje na valovni obliki o / p.
Eliptični filter
Eliptični filter je veliko več zapleten filter, kot je Chebyshev . Vključuje valovanje v pasu pasu in hud odmik za ceno valovanja v zaustavitvenem pasu. Ta filter ima vsakega filtra v predelu pretvorbe, vendar ima tako območje zaustavitvenega pasu in pasovnega pasu. Ta filter je lahko zasnovan tako, da daje veliko pozornosti določenim frekvencam v zaustavitvenem pasu, kar zmanjša slabljenje nadaljnjih frekvenc v zaustavitvenem pasu.
Eliptični filter
Prednosti aktivnih filtrov
Prednosti aktivnih filtrov vključujejo naslednje
- Ti filtri so bolj razumni kot pasivni filtri.
- Naprava, ki se uporablja v teh filtrih, je manjša od komponent, ki se uporabljajo v pasivnih filtrih.
- Aktivni filter ne prikazuje izgub pri vstavljanju.
- Omogoča tudi medstopenjsko izolacijo za krmiljenje impedance i / p in o / p.
Uporaba aktivnih filtrov
- Aktivni filtri se uporabljajo v komunikacijski sistemi za zatiranje hrupa , da se izolira komunikacija signala iz različnih kanalov, da se izboljša edinstveni signal sporočila iz moduliranega signala.
- Te filtre projektorji uporabljajo v instrumentacijskih sistemih, da izberejo potrebno frekvenčno napravo in odstranijo neželene.
- Ti filtri se lahko uporabljajo za omejevanje pasovne širine analognega signala, preden jih spremenijo v digitalne signale.
- Analogni filtri se uporabljajo v avdio sistemih inženirji pošiljajo različne frekvence različnim zvočnikom. Na primer, v glasbeni industriji so za nadzor frekvenčnih komponent potrebne aplikacije za snemanje in predvajanje.
- Aktivni filtri se uporabljajo v biomedicinski instrumenti povezati psihološke senzorje z diagnostično opremo in beleženjem podatkov.
Trenutno številne vrste aktivnih filtrov so v začetni fazi zaradi svoje kratke zmogljivosti. Trenutno pa ga mnogi inženirji načrtujejo z velikimi zmogljivostmi. Dolgoročna učinkovitost ne bo pritiskala le na potrošnike z nelinearno obremenitvijo, naj te filtre uporabijo za ohranjanje, temveč tudi na kakovostno porabo energije. Na voljo bo konfiguracija velikega števila aktivnih filtrov za povrnitev jalove moči, harmoničnega toka, neuravnoteženega in nevtralnega toka. Stranka lahko v bližnji prihodnosti izbere aktivni filter s prednostnimi funkcijami, ko se tehnologija nadaljuje. Poleg tega kakršna koli vprašanja v zvezi s tem konceptom ali vedeti o konstrukciji filtra Butterworth in njegovih aplikacij, prosimo, dajte svoje dragocene predloge s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je funkcija filtra ?
Zasluge za fotografije:
- Besselov filter vezjedanes
- Eliptični filter ni
