Kad laiks virzās uz priekšu un ir palielinājies filtru pētījums, aktīvie filtri ir bijuši diskusiju jautājums. Aktīvie filtri ir a elektronisko filtru grupa kas tā darbībai izmanto aktīvos komponentus, piemēram, pastiprinātāju. Pastiprinātājus filtros izmanto, lai uzlabotu paredzamību un veiktspēju. Tas viss ir pabeigts, turoties prom no induktoru vajadzībām. Parasti filtra raksturlielumus var noteikt, izmantojot pastiprinātāju. Šajā rakstā ir sniegts detalizēts aktīvo filtru pētījums un izmantošana mūsdienu tehnoloģijās. Nākotnē dažāda veida aktīvajiem filtriem būs daudz plašāka jauda, un tie apzīmēs nākotnes tehnoloģiju nekā tā ir pašlaik.
Kas ir aktīvais filtrs?
Jebkurā ķēdes teorijā filtrs ir elektrisks n / w, ko izmanto, lai mainītu signāla raksturlielumu fāzi vai amplitūdu attiecībā pret tā frekvenci. Ideālā gadījumā tas neietvers jaunu i / p frekvenci un nemainīs šī signāla frekvences komponentu. Aktīvs filtrs izmanto darbības pastiprinātāji kopā ar dažādi elektroniskie komponenti piemēram, rezistori, kondensatori filtrēšanai. Op-Amps tiek izmantoti, lai varētu viegli izgatavot daudzu veidu aktīvos filtrus.
Pastiprinātājs neļauj slodzes pretestībai ietekmēt filtra īpašības. Reakcijas forma, dualitātes faktors un noregulētā frekvence, un to bieži var iestatīt ar lētiem mainīgiem rezistoriem. Šajās filtru shēmās mēs varam mainīt vienu parametru, nebojājot otru. Tā kā viņu atgriešanās pamatprincipi tika prognozēti ap 1970. gadu, ir veikti daudz pētījumu ar šiem filtriem un to reālistisko pielietojumu.
Aktīvo filtru veidi
Visizplatītākie aktīvo filtru veidi tiek klasificēti četros, piemēram,
- Butterworth
- Čebiševs
- Besels
- Elipsveida
Tur ir ir pieejami dažāda veida filtri , taču lielāko daļu lietojumprogrammu var atrisināt, izmantojot šīs ieviešanas.
Aktīvo filtru veidi
Čebiševa filtrs
Čebiševa aktīvais filtrs tiek nosaukts arī kā vienāds pulsācijas filtrs. Tas dod asāku griezumu nekā a Butterworth filtrs caurlaides joslā. Gan Chebyshev, gan Butterworth filtri parāda lielas fāzes nobīdes, kas ir tuvu sliekšņa biežumam. Čebiševa filtra trūkums ir pastiprinājuma minimumu un maksimumu ārpuse zem robežfrekvences. Pielāgojamais parametrs filtra projektā, pastiprinājuma pulsāciju izsaka dB.
Čebiševa filtrs
Šo filtru ieviešana dod daudz straujāku nobīdi, taču tai ir pulsācija caurlaides joslā, tāpēc to neizmanto audio sistēmās. Lai gan tas ir daudz labāk dažās lietojumprogrammās, kur caurlaides joslā ir pieejama tikai viena frekvence, taču, lai izslēgtu, ir nepieciešamas daudzas citas frekvences.
Butterworth aktīvais filtrs
The Butterworth aktīvais filtrs tiek saukts arī par plakanu filtru. Butterworth aktīvā filtra ieviešana garantē vienmērīgu reakciju piespēļu joslā un plašu nobīdi. Šī filtru grupa tuvina perfektu filtra ietilpību caurlaides joslā. Tiek parādītas dažāda veida filtru frekvences reakcijas līknes. Šis filtrs ietver būtībā plakanu amplitūdas frekvences reakciju līdz robežfrekvencei.
Butterworth filtrs
Griezuma raupjumu var redzēt diagrammā. Ir slaveni tas, ka visi trīs filtri nodrošina leņķi -40db / dekādē ar frekvencēm, kas ir daudz pārākas par robežlīnijām. Šim filtram raksturīga iezīme kaut kur b / n Čebiševa un Besela filtri . Tam ir saprātīgs svārku atdalījums un nedaudz nelineāras fāzes atbildes. Šāda veida filtrs ir labs, ļoti viegli saprotams un lieliski piemērots audio apstrādes lietojumprogrammām.
Besela filtrs
Besela filtrs dod ideālu fāzes raksturlielumu ar aptuveni lineāru fāzes reakciju līdz gandrīz izslēgšanas frekvencei. Lai gan tas ietver ļoti lineāru fāzes reakciju, bet diezgan maigu svārku slīpumu. Šī filtra pielietojums attiecas uz gadījumiem, kad fāzes raksturojums ir nozīmīgs. Tā ir neliela fāzes nobīde, kaut arī tās robežvērtības nav pārāk inteliģentas. Tas ir labi piemērots pulsa lietojumiem.
Besela filtrs
Besela filtram ir stabila izplatīšanās aizture visā i / p frekvenču spektrā. Tādējādi kvadrātveida viļņa lietošana filtra ieejai dos kvadrātveida viļņu uz o / p, nepārsniedzot. Turklāt jebkurš filtrs gaidīs dažādas frekvences ar dažādām summām. Tas pats par sevi parādīsies kā pārsniegums o / p viļņu formai.
Elipsveida filtrs
Elipsveida filtrs ir daudz vairāk sarežģīts filtrs kā Čebiševs . Tas ietver viļņošanos pārejas joslā un nopietnu nobīdi par viļņošanās cenu pieturas joslā. Šis filtrs nodrošina visu filtru noņemšanu reklāmguvumu reģionā, taču tam ir gan apstāšanās joslas, gan pārejas joslas reģioni. Šo filtru var konstruēt tā, lai apstāšanās joslā uzmanība tiktu pievērsta noteiktām frekvencēm, kas samazina turpmāko frekvenču vājinājumu apstāšanās joslā.
Elipsveida filtrs
Aktīvo filtru priekšrocības
Aktīvo filtru priekšrocības ietver šādas
- Šie filtri ir saprātīgāki nekā pasīvie filtri.
- Šajos filtros izmantotais aparāts ir mazāks par komponentiem, ko izmanto pasīvajos filtros.
- Aktīvais filtrs neuzrāda ievietošanas zudumu.
- Tas arī ļauj izolāciju starp posmiem i / p un o / p pretestības kontrolei.
Aktīvo filtru lietojumi
- Aktīvie filtri tiek izmantoti sakaru sistēmas trokšņu slāpēšanai , lai izolētu signāla komunikāciju no dažādiem kanāliem, lai uzlabotu unikālo ziņu signālu no modulēta signāla.
- Šos filtrus projektētāji izmanto instrumentu sistēmās, lai izvēlētos nepieciešamo frekvenču aparātu un atdalītu nevēlamus.
- Šos filtrus var izmantot, lai ierobežotu analogā signāla joslas platumu, pirms tie tiek mainīti uz ciparu signāliem.
- Audio sistēmās tiek izmantoti analogie filtri inženieri nosūta dažādas frekvences uz dažādiem skaļruņiem. Piemēram, mūzikas industrijā ir nepieciešamas ierakstu un atskaņošanas lietojumprogrammas, lai kontrolētu frekvences komponentus.
- Aktīvie filtri tiek izmantoti biomedicīnas instrumenti lai sasaistītu psiholoģiskos sensorus ar diagnostikas iekārtām un datu reģistrēšanu.
Pašlaik daudzu veidu aktīvie filtri ir sākotnējā posmā tā īsās jaudas dēļ. Bet šobrīd daudzi inženieri to projektē ar lielu jaudu. Efektivitāte ilgtermiņā ne tikai spiedīs patērētājus ar nelineāru slodzi izmantot šos filtrus, lai saglabātu, bet arī efektīvas enerģijas kvalitāti. Būs pieejama milzīga skaita aktīvo filtru konfigurācija, lai kompensētu reaktīvo jaudu, harmonisko strāvu, nelīdzsvarotu un neitrālu strāvu. Tuvākajā nākotnē klients var izvēlēties aktīvo filtru ar vēlamajām funkcijām, tehnoloģijai virzoties tālāk. Turklāt visi jautājumi par šo koncepciju vai zināt par Butterworth filtru konstrukciju un tā lietojumprogrammas, lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot tālāk komentāru sadaļā. Šeit ir jautājums jums, kāda ir filtra funkcija ?
Foto kredīti:
- Besela filtrs shēma šodien
- Elipsveida filtrs ni
