Filter je mogoče definirati glede na različna področja, kot so kemija, optika, inženirstvo, modeliranje turbulence, inženirstvo, računalništvo, filozofija in obdelava signalov. Upoštevajmo filtre za obdelavo signala, filter lahko definiramo kot napravo, ki se uporablja za odstranjevanje nepotrebnih delov ali delov signala. To odstranjevanje nepotrebnih delov signala imenujemo postopek filtriranja. Ti filtri za obdelavo signalov so razvrščeni v različne vrste, kot so elektronski filtri , digitalni filtri in analogni filtri.
Analogni filtri
Analogni filter se običajno uporablja v elektroniki in velja za osnovni gradnik obdelave signalov. Ti analogni filtri se uporabljajo za ločevanje zvočnih signalov pred uporabo na zvočnikih. Če želite ločiti in združiti več telefonskih pogovorov na enem kanalu, lahko to storite z analognimi filtri. Če želite izbrati določeno radijsko postajo iz radijskega sprejemnika z zavrnitvijo vseh drugih kanalov, lahko to storite z analognimi filtri.
Neprekinjeno spreminjajoči se signali (analogni signali) lahko delujejo z uporabo pasivnih linearnih elektronskih analognih filtrov, ki so sestavljeni iz pasivnih elementov, kot so upori, kondenzatorji in induktorji. Ti analogni filtri se pogosto uporabljajo za omogočanje določenih frekvenčnih komponent z zavračanjem drugih iz analognih ali neprekinjenih časovnih signalov.
Vrste analognih filtrov
Linearni analogni filtri so lahko navedeni kot filtri omrežne sinteze, filtri impedance slike in preprosti filtri. Filtri za mrežno sintezo so znova razvrščeni kot Butterworthov filter, Chebyshev filter, eliptični filter ali Cauerjev filter, Besselov filter, Gaussov filter, filter Optimum ‘L’ (Legendre) in filter Linkwithz-Riley. Filtri impedance slike so nadalje razvrščeni kot filter konstantne k, filter, izpeljan iz m, splošni filtri slike, omrežje Zobel, mrežni filter, mostični izenačevalnik T zakasnitve, sestavljeni slikovni filter in filter tipa mm. RC filter, RL filter, LC filter in RLC filter se imenujejo preprosti filtri.
Zasnova analognega filtra
Zasnova analognega filtra vključuje funkcije prenosa analognih filtrov, polove in ničle analognih filtrov, frekvenčni odziv analognih filtrov, izhodni odziv in različne vrste analognih filtrov. Metode filtriranja analognih filtrov so razvrščene kot prenosne funkcije na podlagi modelov filtrov Butterworth, Chebyshev in Elliptic z vrstnim redom 'n'.
Butterworthov filter
Zasnova filtra Butterworth
The Butterworth ali filter z največjo ravninsko velikostjo ima ravno (matematično v največji možni meri) frekvenčni odziv. 'Opečna stena' analognega nizkoprepustnega filtra (Butterworth), ki ga lahko definiramo kot standardne približke različnih vrst filtrov, so prikazani na spodnji sliki (vključno z idealnim frekvenčnim odzivom).
Butterworthov filter Idealen frekvenčni odziv
Če povečamo vrstni red filtra Butterworth, se povečajo tudi kaskadne stopnje zasnove filtra Butterworth. Kot je prikazano na zgornji sliki, se odziv filtra in opečne stene približa. Na splošno se linearni analogni filtri realizirajo z uporabo različnih topologij, Butterworthov filter pa z uporabo Cauerjeve topologije ali topologije Sallen-key.
Filter Čebišev
Čebyevski filtri so poimenovani po Pafnufyju Chebyshevu, ki je izvedel matematične izračune Filtri Čebišev . Napako med značilnostjo idealiziranega filtra in dejanskim filtrom lahko zmanjšamo z uporabo lastnosti filtra Chebyshev.
Filter Čebišev
Ti filtri Chebyshev so nadalje razvrščeni kot filtri Chebyshev tipa 1 in tipa 2. Filtri type1 so osnovnega tipa, ojačevalni ali amplitudni odziv pa je kotna frekvenčna funkcija n-tega reda analognega nizkopasovnega filtra (LPF - če upoštevamo analogne filtre). Filter tipa Chebyshev tipa 2 je nenavaden in je inverzni filter.
Vrste filtra Chebyshev
Preprosti analogni filtri
RC filter
RC filter vezje
Preprosta električna vezja z uporom in kondenzatorjem, ki jih poganja tok ali napetost, delujejo kot analogni filtri. Ta vezja RC filtrov se uporabljajo za filtriranje signala, tako da blokirajo določene frekvence in omogočajo prehod drugih frekvenc. Vezje RC filtra je mogoče povezati kot serijo RC vezje ali vzporedno RC vezje, kot je prikazano na zgornji sliki.
LC-filter
LC filtrirno vezje
Preprosto električno vezje induktor-kondenzator deluje kot LC filter, ki se imenuje tudi uglašen krog ali resonančni krog ali krog rezervoarja. To vezje LC se obnaša tudi kot električni resonator. LC vezja se uporabljajo za ustvarjanje signalov ali za sprejem signalov na določeni frekvenci. LC filter je mogoče priključiti kot serijsko LC vezje ali vzporedno LC vezje, kot je prikazano na zgornji sliki.
RL-filter
RL filter vezje
Preprosto električno vezje upor-induktor deluje kot filtrirno vezje RL, ki se poganja z uporabo tokovnega ali napetostnega vira in je sestavljeno iz upora in induktorja. RL filter je mogoče priključiti kot serijski RL vezje ali vzporedno RL vezje, kot je prikazano na zgornji sliki.
RLC-filter
RLC filtrirno vezje
Preprosto električno vezje upor-induktor-kondenzator deluje kot vezje RLC filtra, upor, kondenzator in induktor pa je mogoče povezati zaporedno ali vzporedno, da tvori serijski RLC-filter ali vzporedni RLC-filter. To vezje RLC filtra se oblikuje kot harmonični oscilator za tok in odzvanja kot LC vezje. Toda tu lahko nihanja upadnemo z uvedbo upora in ta učinek označimo kot dušenje.
Ali želite podrobno vedeti o praktični zasnovi analognih in digitalnih filtrov? Če vas zanima oblikovanje elektronski projekti nato delite svoje poglede, komentarje, poizvedbe in predloge v spodnjem oddelku za komentarje.
