Filtru var definēt, atsaucoties uz dažādām jomām, piemēram, ķīmiju, optiku, inženierzinātnēm, turbulences modelēšanu, inženieriju, skaitļošanu, filozofiju un signālu apstrādi. Apsvērsim signāla apstrādes filtrus, filtru var definēt kā ierīci, ko izmanto nevajadzīgas signāla daļas vai daļu noņemšanai. Šo nevajadzīgo signāla daļu noņemšanu sauc par filtrēšanas procesu. Šie signālu apstrādes filtri tiek klasificēti dažādos veidos, piemēram, elektroniskie filtri , digitālie filtri un analogie filtri.
Analogie filtri
Analogais filtrs parasti tiek izmantots elektronikā un tiek uzskatīts par signālu apstrādes pamatelementu. Šie analogie filtri tiek izmantoti, lai atdalītu audio signālus pirms skaļruņiem. Atdalīt un apvienot vairākas telefona sarunas vienā kanālā var, izmantojot analogos filtrus. Lai izvēlētos noteiktu radiostaciju no radio uztvērēja, noraidot visus pārējos kanālus, var veikt, izmantojot analogos filtrus.
Nepārtraukti mainīgos signālus (analogos signālus) var darbināt, izmantojot pasīvos lineāros elektroniskos analogos filtrus, kas sastāv no pasīviem elementiem, piemēram, rezistoriem, kondensatoriem un induktoriem. Šie analogie filtri tiek bieži izmantoti, lai atļautu noteiktus frekvences komponentus, noraidot citus no analogiem vai nepārtrauktiem laika signāliem.
Analogo filtru veidi
Lineāros analogos filtrus var uzskaitīt kā tīkla sintēzes filtrus, attēla pretestības filtrus un vienkāršus filtrus. Tīkla sintēzes filtri atkal tiek klasificēti kā Butterworth filtrs, Chebyshev filtrs, Elliptiskais filtrs vai Cauer filtrs, Besela filtrs, Gausa filtrs, Optimum ‘L’ filtrs (Legendre) un Linkwithz-Riley filtrs. Attēlu pretestības filtri tiek turpmāk klasificēti kā Constant k filtrs, m atvasināts filtrs, vispārējie attēlu filtri, Zobel tīkls, režģa filtrs, tilta T aizkaves ekvalaizers, salikto attēlu filtrs un mm veida filtrs. RC filtru, RL filtru, LC filtru un RLC filtru sauc par vienkāršiem filtriem.
Analogā filtra dizains
Analogā filtra dizains ietver analogo filtru pārsūtīšanas funkcijas, analogo filtru stabus un nulles, analogo filtru frekvences reakciju, izejas reakciju un dažāda veida analogos filtrus. Analogā filtra dizaina filtrēšanas metodes tiek klasificētas kā Buttervorta, Čebiševa un Eliptiskā filtra modeļu bāzes pārsūtīšanas funkcijas ar secību ‘n’.
Butterworth filtrs
Butterworth filtru dizains
The Butterworth jeb maksimāli plakana lieluma filtrs ir plakana (pēc iespējas matemātiski) frekvences atbilde. Analogais zemfrekvences filtru (Butterworth) ķieģeļu mūris, ko var definēt kā standarta aproksimācijas dažādiem filtru pasūtījumiem, parādīts zemāk redzamajā attēlā (ieskaitot ideālo frekvences reakciju).
Butterworth filtra ideāla reakcija uz frekvenci
Ja mēs palielinām Butterworth filtra kārtību, tad Butterworth filtra konstrukcijas kaskādes posmi arī palielinās. Tādējādi, kā parādīts iepriekšējā attēlā, filtra un ķieģeļu sienas reakcija kļūst tuvāka. Parasti lineāros analogos filtrus realizē, izmantojot dažādas topoloģijas, Buttervorta filtru var realizēt, izmantojot Cauer vai Sallen-key topoloģiju.
Čebiševa filtrs
Chebysev filtri ir nosaukti pēc Pafnufy Chebyshev, kurš ieguva matemātiskos aprēķinus Čebiševa filtri . Kļūdu starp idealizētā filtra raksturlielumu un faktisko filtru var samazināt, izmantojot Čebiševa filtra rekvizītu.
Čebiševa filtrs
Šie Čebiševas filtri tiek klasificēti kā 1. un 2. tipa Čebiševas filtri. 1. tipa filtri ir pamata tips, un pastiprinājuma vai amplitūdas reakcija ir analogā zemfrekvences filtra n-tās kārtas leņķiskās frekvences funkcija (LPF - ja ņemam vērā analogos filtrus). Type2 Chebyshev filtrs ir neparasts tips un ir apgriezts filtrs.
Čebiševa filtra veidi
Vienkārši analogie filtri
RC filtrs
RC filtra shēma
Vienkāršās rezistora-kondensatora elektriskās ķēdes, ko vada strāvas vai sprieguma avots, darbojas kā analogie filtri. Šīs RC filtru shēmas tiek izmantotas signāla filtrēšanai tā, lai tās bloķētu noteiktas frekvences un ļautu iziet citām frekvencēm. RC filtra shēmu var savienot kā virkni RC ķēde vai paralēla RC ķēde, kā parādīts iepriekšējā attēlā.
LC-filtrs
LC filtra shēma
Vienkāršā induktora-kondensatora elektriskā ķēde darbojas kā LC filtrs, ko sauc arī par noregulētu ķēdi vai rezonanses ķēdi vai tvertnes ķēdi. Šī LC ķēde darbojas arī kā elektriskais rezonators. LC ķēdes tiek izmantotas signālu ģenerēšanai vai signālu uztveršanai noteiktā frekvencē. LC filtru var savienot kā virknes LC ķēdi vai paralēlu LC ķēdi, kā parādīts iepriekšējā attēlā.
RL-filtrs
RL filtra shēma
Vienkāršā rezistora-induktora elektriskā ķēde darbojas kā RL filtra ķēde, kas tiek darbināta, izmantojot strāvas vai sprieguma avotu, un ir izgatavota no rezistora un induktora. RL filtru var savienot kā sērijveida RL ķēdi vai paralēlu RL ķēdi, kā parādīts iepriekšējā attēlā.
RLC filtrs
RLC filtra shēma
Vienkāršā rezistora-induktora-kondensatora elektriskā ķēde darbojas kā RLC filtra ķēde, rezistoru, kondensatoru un induktoru var savienot virknē vai paralēli, veidojot sērijas RLC-filtru vai paralēlu RLC-filtru. Šī RLC filtra ķēde veido strāvas harmonisko oscilatoru un rezonē kā LC ķēde. Bet šeit svārstības var mazināt, ieviešot rezistoru, un šo efektu sauc par slāpēšanu.
Vai vēlaties detalizēti uzzināt par praktisku analogo un digitālo filtru dizainu? Ja jūs interesē projektēšana elektronikas projekti pēc tam kopīgojiet savus viedokļus, komentārus, jautājumus un ieteikumus zemāk esošajā komentāru sadaļā.
