По мере того, как время идет вперед и исследования фильтров увеличиваются, активные фильтры стали предметом обсуждения. Активные фильтры площадь группа электронных фильтров который использует для своей работы активные компоненты, такие как усилитель. Усилители используются в фильтрах при проектировании для повышения предсказуемости и производительности. Все это закончено, но при этом не нужны индукторы. Обычно характеристики фильтра можно определить с помощью усилителя. В данной статье представлено подробное исследование и использование активных фильтров в современной технике. В будущем различные типы активных фильтров будут иметь гораздо более широкую пропускную способность и будут означать будущую технологию, чем в настоящее время.
Что такое активный фильтр?
В любой теории цепей фильтр представляет собой электрический н / б, который используется для изменения фазы или амплитуды характеристик сигнала относительно его частоты. В идеале, это не будет включать ни новую частоту для i / p, ни изменять частотную составляющую этого сигнала. Активный фильтр использует операционные усилители вместе с различные электронные компоненты вроде резисторов, конденсаторов для фильтрации. Операционные усилители используются для облегчения изготовления многих типов активных фильтров.
Усилитель предотвращает влияние импеданса нагрузки на характеристики фильтра. Форму отклика, коэффициент двойственности и настраиваемую частоту часто можно установить с помощью недорогих переменных резисторов. В этих схемах фильтров мы можем изменять один параметр, не повреждая другой. Поскольку их основные принципы возврата были спроектированы примерно в 1970 году, было проведено множество исследований этих фильтров и их реальных применений.
Типы активных фильтров
Наиболее распространенные типы активных фильтров подразделяются на четыре, например:
- Баттерворт
- Чебышев
- Бессель
- Эллиптический
Есть доступны различные виды фильтров , но большинство приложений можно решить с помощью этих реализаций.
Типы активных фильтров
Чебышевский фильтр
Активный фильтр Чебышева также называется фильтром равных пульсаций. Это дает более резкую отсечку, чем Фильтр Баттерворта в полосе пропускания. Оба фильтра Чебышева и Баттерворта показывают большие сдвиги фазы вблизи частоты среза. Недостатком фильтра Чебышева является внешний вид минимумов и максимумов усиления ниже частоты среза. Регулируемый параметр при проектировании фильтра, пульсация усиления выражается в дБ.
Чебышевский фильтр
Реализация этих фильтров дает намного более крутой спад, но имеет колебания в полосе пропускания, поэтому они не используются в аудиосистемах. Хотя это намного лучше в некоторых приложениях, где в полосе пропускания доступна только одна частота, но требуется исключить множество других частот.
Активный фильтр Баттерворта
В Активный фильтр Баттерворта также называется плоским фильтром. Реализация активного фильтра Баттерворта гарантирует ровный отклик в полосе пропускания и достаточный спад. Эта группа фильтров приближается к идеальной подгонке фильтра в полосе пропускания. Показаны кривые АЧХ различных типов фильтров. Этот фильтр имеет практически плоскую амплитудно-частотную характеристику вплоть до частоты среза.
Фильтр Баттерворта
Шероховатость обрезки можно увидеть на диаграмме. Следует отметить, что все три фильтра достигают угла спада -40 дБ / декаду на частотах, намного превосходящих срез. Этот фильтр имеет характеристику где-то б / н Фильтры Чебышева и Бесселя . Он имеет заметное скатывание юбки и слегка нелинейные фазовые характеристики. Этот вид фильтра хорош, очень прост для понимания и отлично подходит для приложений обработки звука.
Фильтр Бесселя
Фильтр Бесселя дает идеальную фазовую характеристику с примерно линейной фазовой характеристикой почти до частоты среза. Хотя он имеет очень линейную фазовую характеристику, но довольно пологий наклон юбки. Применение этого фильтра связано с тем, где важна фазовая характеристика. Это небольшой фазовый сдвиг, хотя его характеристики отсечки не очень разумны. Он хорошо подходит для импульсных приложений.
Фильтр Бесселя
Фильтр Бесселя показывает стабильную задержку распространения по частотному спектру i / p. Таким образом, применение прямоугольной волны на входе фильтра даст прямоугольную волну на o / p без превышения. Кроме того, любой фильтр будет ожидать разные частоты с разной величиной. Это проявится как превышение на форме сигнала o / p.
Эллиптический фильтр
Эллиптический фильтр - это гораздо больше сложный фильтр типа Чебышева . Он включает в себя пульсацию в полосе пропускания и серьезный спад за счет пульсации в полосе заграждения. Этот фильтр имеет спад каждого фильтра в области преобразования, но он имеет как области полосы заграждения, так и полосы пропускания. Этот фильтр может быть сконструирован так, чтобы уделять повышенное внимание определенным частотам в полосе задерживания, что уменьшает ослабление других частот в полосе задерживания.
Эллиптический фильтр
Преимущества активных фильтров
К преимуществам активных фильтров можно отнести следующие
- Эти фильтры более разумны, чем пассивные фильтры.
- Аппарат, используемый в этих фильтрах, меньше компонентов, используемых в пассивных фильтрах.
- Активный фильтр не показывает вносимых потерь.
- Он также обеспечивает межкаскадную изоляцию для управления импедансом i / p и o / p.
Применение активных фильтров
- Активные фильтры используются в системы связи для подавления шума , чтобы изолировать передачу сигнала от различных каналов, чтобы улучшить уникальный сигнал сообщения от модулированного сигнала.
- Эти фильтры используются разработчиками в измерительных системах для выбора необходимого частотного устройства и отсоединения нежелательных.
- Эти фильтры можно использовать для ограничения полосы пропускания аналогового сигнала перед преобразованием их в цифровые сигналы.
- Аналоговые фильтры используются в аудиосистемах. инженерами для передачи различных частот различным динамикам. Например, в музыкальной индустрии приложения для записи и воспроизведения необходимы для управления частотными составляющими.
- Активные фильтры используются в биомедицинские инструменты для взаимодействия психологических датчиков с диагностическим оборудованием и регистрацией данных.
В настоящее время, многочисленные типы активных фильтров находятся на начальной стадии из-за малой емкости. Но сейчас многие инженеры проектируют его с большой мощностью. Эффективность в долгосрочной перспективе не только заставит потребителей с нелинейной нагрузкой использовать эти фильтры для сохранения, но и повысит эффективность качества электроэнергии. Будет доступна конфигурация огромного количества активных фильтров для компенсации реактивной мощности, гармонического тока, несимметричного и нейтрального тока. Заказчик сможет выбрать активный фильтр с предпочтительными функциями в ближайшем будущем по мере развития технологий. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции или знать о конструкции фильтра Баттерворта и его приложений, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция фильтра ?
Фото:
