Kun aika etenee ja suodattimia koskeva tutkimus on lisääntynyt, aktiiviset suodattimet ovat olleet keskustelunaihe. Aktiiviset suodattimet ovat a elektronisten suodattimien ryhmä joka käyttää aktiivisia komponentteja kuten vahvistinta sen toimintaan. Vahvistimia käytetään suodattimissa suunnittelussa ennustettavuuden ja suorituskyvyn parantamiseksi. Kaikki on valmis pitäen erillään induktoreiden tarpeista. Yleensä suodattimen ominaisuudet voidaan määrittää vahvistimen avulla. Tässä artikkelissa esitetään yksityiskohtainen tutkimus ja aktiivisten suodattimien käyttö modernissa tekniikassa. Tulevaisuudessa erityyppisillä aktiivisuodattimilla on paljon suurempi kapasiteetti ja ne merkitsevät tulevaisuuden tekniikkaa kuin tällä hetkellä on.
Mikä on aktiivinen suodatin?
Suodatin on sähköinen n / w missä tahansa piiriteoriassa, jota käytettiin muuttamaan joko signaalin ominaisuuksien vaihetta tai amplitudia sen taajuuden suhteen. Ihannetapauksessa tämä ei sisällä uutta taajuutta i / p: lle eikä se muuta kyseisen signaalin taajuuskomponenttia. Aktiivinen suodatin hyödyntää operatiiviset vahvistimet kera erilaisia elektronisia komponentteja kuten vastukset, kondensaattorit suodatusta varten. Op-vahvistimia käytetään monen tyyppisten aktiivisten suodattimien tekemiseen.
Vahvistin estää kuorman impedanssin vaikuttamasta suodattimen ominaisuuksiin. Vasteen muoto, kaksinaisuuskerroin ja viritetty taajuus, ja se voidaan usein asettaa halvoilla muuttuvilla vastuksilla. Näissä suodatinpiireissä voimme muuttaa yhtä parametria vahingoittamatta toista. Koska niiden palauttamisen perusperiaatteet ennustettiin noin vuonna 1970, näitä suodattimia ja niiden realistisia sovelluksia on tehty paljon tutkimusta.
Aktiivisten suodattimien tyypit
Aktiivisten suodattimien yleisimmät tyypit luokitellaan neljään, kuten
- Butterworth
- Chebyshev
- Bessel
- Elliptinen
Siellä on erilaisia suodattimia on saatavana , mutta suurin osa sovelluksista voidaan ratkaista näillä toteutuksilla.
Aktiivisten suodattimien tyypit
Chebyshev-suodatin
Chebyshev-aktiivisuodatin on myös nimetty yhtä suureksi aaltosuodattimeksi. Se antaa terävämmän raja-arvon kuin a Butterworth-suodatin päästökaistalla. Sekä Chebyshev- että Butterworth-suodattimet osoittavat suuria vaihesiirtymiä lähellä rajataajuutta. Chebyshev-suodattimen haittana on vahvistusminimien ja maksimien ulkopuoli rajataajuuden alapuolella. Säädettävä parametri suodattimen suunnittelussa, vahvistuksen aaltoilu ilmaistaan dB: nä.
Chebyshev-suodatin
Näiden suodattimien käyttöönotto antaa paljon jyrkemmän siirtymisen, mutta on aaltoilua päästökaistalla, joten sitä ei käytetä äänijärjestelmissä. Vaikka se on paljon parempi joissakin sovelluksissa, joissa on vain yksi taajuus päästökaistalla, mutta lukemattomia muita taajuuksia tarvitaan poistamiseksi.
Butterworthin aktiivinen suodatin
Butterworth-aktiivisuodatin on nimetty myös tasaiseksi suodattimeksi. Butterworth-aktiivisuodattimen toteutus takaa tasaisen vasteen päästökaistalla ja runsaan vierityksen. Tämä suodatinryhmä arvioi täydellisen suodattimen sovituksen päästökaistalla. Eri tyyppisten suodattimien taajuusvastekäyrät näytetään. Tämä suodatin sisältää olennaisesti tasaisen amplitudin taajuusvasteen raja-taajuuteen saakka.
Butterworth-suodatin
Katkaisun karheus näkyy kaaviosta. On tunnettua, että kaikki kolme suodatinta saavuttavat -40db / vuosikymmenen vierityskulman taajuuksilla, jotka ovat paljon korkeammat kuin raja-arvot. Tällä suodattimella on ominaisuus jossain b / n Chebyshev- ja Bessel-suodattimet . Siinä on järkevä hameen irtoaminen ja hieman epälineaariset vaihevasteet. Tällainen suodatin on hyvä, erittäin helppo ymmärtää ja sopii erinomaisesti äänenkäsittelysovelluksiin.
Besselin suodatin
Besselin suodatin antaa ihanteellisen vaiheominaisuuden suunnilleen lineaarisella vaihevasteella melkein rajataajuuteen saakka. Vaikka se sisältää hyvin lineaarisen vaihevasteen, mutta melko lempeän hameen kaltevuuden. Tämän suodattimen sovelluksiin liittyy vaiheominaisuuksien merkitys. Se on pieni vaihesiirto, vaikka sen katkaisuominaisuudet eivät olekaan kovin älykkäitä. Se sopii hyvin pulssisovelluksiin.
Besselin suodatin
Besselin suodattimella on vakaa etenemisviive i / p-taajuusspektrissä. Joten neliöaallon käyttäminen suodattimen tuloon antaa neliöaallon o / p: llä ilman ylitystä. Mikä tahansa suodatin odottaa erilaisia taajuuksia eri määrillä. Tämä ilmenee ylittävänä o / p-aaltomuodossa.
Elliptinen suodatin
Elliptinen suodatin on paljon enemmän monimutkainen suodatin, kuten Chebyshev . Se sisältää aaltoilun pass-bändissä ja vakavan roll-offin aallonpituuden kustannuksella stop-bändissä. Tällä suodattimella on jokaisen suodattimen rulla pois muunnosalueelta, mutta siinä on sekä pysäytyskaistan että päästökaistan alueet. Tämä suodatin voidaan suunnitella kiinnittämään erityistä huomiota tiettyihin taajuuksiin pysäytyskaistalla, mikä vähentää muiden taajuuksien vaimennusta pysäytyskaistalla.
Elliptinen suodatin
Aktiivisten suodattimien edut
Aktiivisten suodattimien etuihin kuuluvat seuraavat
- Nämä suodattimet ovat järkevämpiä kuin passiiviset suodattimet.
- Näissä suodattimissa käytetty laite on pienempi kuin passiivisissa suodattimissa käytetty komponentti.
- Aktiivinen suodatin ei näytä lisäyshäviötä.
- Se sallii myös vaiheiden välisen eristämisen i / p- ja o / p-impedanssin säätämiseksi.
Aktiivisten suodattimien sovellukset
- Aktiivisia suodattimia käytetään viestintäjärjestelmät melun vaimentamiseksi , eristämään signaalin viestintä eri kanavilta yksilöllisen viestisignaalin parantamiseksi moduloidusta signaalista.
- Suunnittelijat käyttävät näitä suodattimia instrumentointijärjestelmissä valitsemaan vaaditun taajuuslaitteen ja irrottamaan ei-toivotut.
- Näitä suodattimia voidaan käyttää rajoittamaan analogisen signaalin kaistanleveyttä ennen niiden muuttamista digitaalisiksi signaaleiksi.
- Analogisia suodattimia käytetään äänijärjestelmissä insinöörit lähettävät erilaisia taajuuksia eri kaiuttimille. Esimerkiksi musiikkiteollisuudessa taajuuskomponenttien ohjaamiseen tarvitaan levy- ja toistosovelluksia.
- Aktiivisia suodattimia käytetään biolääketieteelliset välineet yhdistää psykologiset anturit diagnostiikkalaitteisiin ja tiedonkeruun.
Tällä hetkellä, lukuisia aktiivisia suodattimia ovat alkuvaiheessa sen lyhyen kapasiteetin vuoksi. Mutta tällä hetkellä monet insinöörit suunnittelevat sitä suurilla kapasiteeteilla. Pitkällä aikavälillä tehokkuus ei vain painaa epälineaarisen kuormituksen omaavia kuluttajia käyttämään näitä suodattimia säilyttämisen kannalta, vaan myös tehon laatua tehokkaasti. Suuren määrän aktiivisten suodattimien kokoonpano on käytettävissä loistehon, harmonisen virran, epätasapainoisen ja neutraalin virran korvaamiseksi. Asiakas voi valita aktiivisen suodattimen, jolla on ensisijaiset ominaisuudet, lähitulevaisuudessa tekniikan edetessä. Lisäksi kaikki käsitteeseen tai osoitteeseen liittyvät kyselyt tietää Butterworth-suodattimen rakentamisesta ja sen sovelluksista, anna arvokkaita ehdotuksiasi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on suodattimen tehtävä ?
Valokuvahyvitykset:
