Čo je to priepustný filter?

„Hornopriepustný filter je presne opačný k obvodu dolnopriepustného filtra, pretože tieto dve zložky boli zamenené s výstupným signálom filtrov, ktorý je teraz prijímaný cez odpor wtu, pretože dolnopriepustný filter umožňuje signálom prechádzať iba pod jeho medzným frekvenčným bodom, ƒc, obvod pasívneho hornopriepustného filtra, ako naznačuje jeho názov, prechádza iba signály nad vybraným medzným bodom, ƒc vylučujúcim akékoľvek nízkofrekvenčné signály z priebeh. ----- FMUSER"

obsah

1) Okruh filtra horného priechodu

2) Frekvenčná reakcia hornopriepustného filtra 1. poriadku

3) Frekvencia a fázový posun

4) Príklad filtra horného priechodu č

5) Hornopriepustný filter druhého poriadku

6) Zhrnutie filtra horného priechodu

7) Rozlišovač RC

Okruh filtra horného priechodu

V tomto usporiadaní obvodov je reaktancia kondenzátora veľmi nízka pri nízkych frekvenciách, takže kondenzátor funguje ako otvorený obvod a blokuje akékoľvek vstupné signály pri VIN, až kým sa nedosiahne medzný frekvenčný bod (° C). 

Nad týmto medzným frekvenčným bodom sa reaktancia kondenzátora dostatočne znížila, aby teraz pôsobila skôr ako skrat, ktorý umožňuje, aby všetok vstupný signál prechádzal priamo na výstup, ako je uvedené nižšie v krivke odozvy filtrov.

Pozri tiež: >> Čo je dolnopriepustný filter a ako zostaviť dolnopriepustný filter? 

Frekvenčná reakcia hornopriepustného filtra 1. poriadku

Krivka Bode Plot alebo Frequency Response Curve vyššie pre pasívny hornopriepustný filter je presným opakom krivky dolnopriepustného filtra. Tu sa signál zoslabuje alebo tlmí pri nízkych frekvenciách, pričom výstup stúpa pri + 20 dB / dekáda (6 dB / oktáva), kým frekvencia nedosiahne hraničný bod (ƒc), kde opäť = Rc. 

Má krivku odozvy, ktorá siaha od nekonečna po medznú frekvenciu, kde je amplitúda výstupného napätia 1 / √2 = 70.7% hodnoty vstupného signálu alebo -3 dB (20 log (Vout / Vin)) vstupu hodnotu.

Taktiež vidíme, že fázový uhol (Φ) výstupného signálu OTOČUJE vstupného signálu a pri frekvencii ƒc je rovný + 45o. Krivka frekvenčnej odozvy pre tento filter znamená, že filter môže prenášať všetky signály do nekonečna. V praxi sa však odozva filtra nevzťahuje na nekonečno, ale je obmedzená elektrickými charakteristikami použitých komponentov.

Hraničný frekvenčný bod pre hornopriepustný filter prvého poriadku sa dá nájsť pomocou rovnakej rovnice ako pre dolnopriepustný filter, ale rovnica pre fázový posun sa mierne upraví, aby sa zohľadnil kladný fázový uhol, ako je uvedené nižšie.

Pozri tiež: >> Ako navrhnúť dolnopriepustný filter - subwoofer?

Frekvencia a fázový posun

 

Obvodový zisk, Av, ktorý je daný ako Vout / Vin (magnitúda) a je vypočítaný ako:

Príklad filtra horného priechodu č
Vypočítajte medznú alebo „medznú“ frekvenciu (ƒc) pre jednoduchý pasívny hornopriepustný filter, ktorý sa skladá z kondenzátora 82pF zapojeného do série s odporom 240 kΩ.

Hornopriepustný filter druhého poriadku
Opäť, ako pri dolnopriepustných filtroch, môžu byť stupňové priechody filtra kaskádované, aby vytvorili druhý rád (dvojpólový) filter, ako je to znázornené.

 

Vyššie uvedený obvod používa dva filtre prvého poriadku, ktoré sú spojené alebo kaskádovo spojené, aby vytvorili sieť druhého rádu alebo dvojpólovú hornú priepustku. Potom je možné fázu filtra prvého poriadku premeniť na typ druhého poriadku jednoduchým použitím prídavnej siete RC, rovnako ako v prípade dolnopriepustného filtra 2. poriadku. Výsledný obvod horného priechodu filtra druhého rádu bude mať sklon 40 dB / dekáda (12 dB / oktáva).

Rovnako ako pri dolnopriepustnom filtri je medzná frekvencia ƒc určená rezistormi aj kondenzátormi nasledovne.

V praxi je ťažké implementovať kaskádové pasívne filtre na vytvorenie filtrov väčšieho poriadku presne, pretože dynamická impedancia každého poradia filtrov ovplyvňuje jeho susednú sieť. Avšak na zníženie zaťažovacieho účinku môžeme urobiť impedanciu každého nasledujúceho stupňa 10x predchádzajúcim stupňom, takže R2 = 10 * R1 a C2 = 1/10/1 z Cl.

Pozri tiež: >> Lowpass filtre: To je to, čo máte a robíte s ním! 

Zhrnutie filtra horného priechodu
Videli sme, že pasívny hornopriepustný filter je presne opačný k dolnopriepustnému filtru. Tento filter nemá žiadne výstupné napätie od DC (0 Hz) až do stanoveného medzného bodu frekvencie (ƒc). Tento dolný medzný frekvenčný bod je 70.7% alebo -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) povoleného napäťového zisku.

Frekvenčný rozsah „pod“ týmto medzným bodom ƒc sa všeobecne nazýva stop pásmo, zatiaľ čo frekvenčný rozsah „nad“ týmto medzným bodom sa všeobecne nazýva priepustné pásmo.

Medznú frekvenciu, rohovú frekvenciu alebo -3dB bod hornopriepustného filtra možno nájsť pomocou štandardného vzorca: ƒc = 1 / (2πRC). Fázový uhol výsledného výstupného signálu pri ƒc je + 45o. Všeobecne platí, že hornopriepustný filter je menej deformovaný ako jeho ekvivalentný dolnopriepustný filter kvôli vyšším prevádzkovým frekvenciám.

Veľmi časté použitie tohto typu pasívneho filtra je v audio zosilňovačoch ako kondenzátor kondenzácie medzi dvoma stupňami zosilňovača zvuku a v reproduktorových systémoch na smerovanie vysokofrekvenčných signálov k menším reproduktorom typu „tweeter“, pričom blokujú nižšie basové signály alebo sú používa sa tiež ako filtre na zníženie šumu s nízkou frekvenciou alebo skreslenia typu „rachot“. 

Ak sa takto používa v zvukových aplikáciách, horný priepustný filter sa niekedy nazýva filter s nízkym alebo hlbokým rezom.

Výstupné napätie Vout závisí od časovej konštanty a frekvencie vstupného signálu, ako bolo vidieť predtým. Pri sínusovom signáli striedavého prúdu aplikovanom na obvod sa správa ako jednoduchý hornopriepustný filter 1. rádu. Ak však zmeníme vstupný signál na signál v tvare „štvorcovej vlny“, ktorý má takmer vertikálny krokový vstup, odozva obvodu sa dramaticky zmení a vytvorí obvod známy ako diferenciátor.

Pozri tiež: >> Výukový program pre základy RF filtra 

Rozlišovač RC

Až doteraz sa predpokladalo, že vstupný priebeh vlny je sínusový alebo sínusový priebeh pozostávajúci zo základného signálu a niektorých harmonických činiteľov pôsobiacich vo frekvenčnej oblasti, čo nám dáva odpoveď frekvenčnej oblasti pre filter. Ak však napájame vysokopásmový filter so signálom štvorcovej vlny pôsobiacim v časovej doméne, ktorý dáva impulzový alebo krokový vstup, výstupný tvar vlny bude pozostávať z krátkodobého impulzu alebo špičiek, ako je to znázornené.

Obvod diferenciátora RC

Každý cyklus vstupnej vlnovej vlny so štvorcovou vlnou vytvára na výstupe dva hroty, jeden kladný a jeden záporný a ktorých amplitúda sa rovná amplitúde vstupu. Rýchlosť rozpadu špičiek závisí od časovej konštanty, (RC) hodnoty oboch komponentov (t = R x C) a hodnoty vstupnej frekvencie. Výstupné impulzy sa stále viac podobajú tvaru vstupného signálu, keď sa zvyšuje frekvencia.

Tiež sa ti môže páčiť:

Aký je rozdiel medzi AM a FM?

Čo je FM (Frequency Modulation)?

Čo je na rozdiely medzi AM a FM rádiových signálov?

Frekvenčná modulácia Výhody a nevýhody

Prijímač AM vs prijímač FM Rozdiel medzi prijímačom AM a prijímačom FM

Zanechajte správu 

zoznam správ