Az idő előrehaladtával és a szűrők tanulmányozásának növekedésével az aktív szűrők vita tárgyát képezték. Aktív szűrők terület elektronikus szűrők csoportja amely aktív komponenseket, például egy erősítőt használ fel működéséhez. Az erősítőket szűrőkben használják a tervezéshez, hogy javítsák a kiszámíthatóságot és a teljesítményt. Ez mind elkészült, miközben távol tartja magát az induktorok szükségleteitől. A szűrő jellemzőit általában erősítő segítségével lehet meghatározni. Ez a cikk az aktív szűrők részletes tanulmányozását és használatát mutatja be a modern technológiában. A jövőben a különféle típusú aktív szűrők sokkal szélesebb kapacitással bírnak, és a jövőbeni technológiát jelzik, mint jelenleg.
Mi az aktív szűrő?
A szűrő bármely áramkör-elméletben elektromos n / w, amely a jel jellemzőinek fázisát vagy amplitúdóját a frekvenciájához képest megváltoztatta. Ideális esetben ez nem tartalmaz új i / p frekvenciát, és nem változtatja meg a jel frekvenciakomponensét sem. Egy aktív szűrő hasznosítja műveleti erősítők együtt különféle elektronikus alkatrészek mint az ellenállások, kondenzátorok a szűréshez. Az Op-Ampereket sokféle aktív szűrő könnyű elkészítésére használják.
Az erősítő megakadályozza, hogy a terhelés impedanciája befolyásolja a szűrő jellemzőit. A válasz formája, a kettősségi tényező és a hangolt frekvencia, és gyakran olcsó változó ellenállásokkal állítható be. Ezekben a szűrőáramkörökben az egyik paramétert megváltoztathatjuk anélkül, hogy a másikat károsítanánk. Amióta 1970 körül előre vetítették alapvető visszatérési elveiket, rengeteg kutatást végeztek ezekkel a szűrőkkel és reális alkalmazásaikkal.
Az aktív szűrők típusai
Az aktív szűrők leggyakoribb típusait négy csoportba sorolhatjuk, mint pl
- Butterworth
- Cebisev
- Bessel
- Elliptikus
Vannak különféle szűrők állnak rendelkezésre , de a legtöbb alkalmazás megoldható ezekkel a megvalósításokkal.
Az aktív szűrők típusai
Chebyshev Filter
A Chebyshev aktív szűrő egyenlő hullámosságú szűrőként is nevezik. Élesebb határértéket ad, mint a Butterworth szűrő a hágósávban. A Chebyshev- és a Butterworth-szűrő egyaránt nagy fáziseltolódást mutat a határérték közelében. A Chebyshev-szűrő hátránya az erősítési minimumok és maximumok külső felülete a cutoff frekvencia alatt. Az állítható paraméter a szűrő tervezésénél, az erősítés hullámzását dB-ben fejezik ki.
Chebyshev Filter
Ezeknek a szűrőknek a bevezetése sokkal meredekebb roll-offot eredményez, de a hullámsávban hullámzik, ezért nem használják az audiorendszerekben. Bár sokkal jobb egyes alkalmazásokban, ahol csak egy frekvencia áll rendelkezésre a hágósávban, de számos más frekvenciára van szükség a kiküszöböléshez.
Butterworth aktív szűrő
A Butterworth aktív szűrő lapos szűrőként is nevezik. A Butterworth aktív szűrő megvalósítása egyenletes választ garantál a passzsávban és a bőséges roll-off-ot. Ez a szűrőcsoport közelíti meg a tökéletes szűrő illeszkedést a hágósávban. Különböző típusú szűrők frekvencia-válasz görbéi láthatók. Ez a szűrő lényegében lapos amplitúdójú, frekvenciaválaszot tartalmaz a vágási frekvenciáig.
Butterworth szűrő
A határvonal érdessége a diagramon látható. Híres, hogy mind a három szűrő -40db / évtized lefutási szöget ér el a vágásnál jóval magasabb frekvenciákon. Ennek a szűrőnek van jellemzője valahol b / n Cebisev és Bessel szűrők . A szoknya ésszerű leszerelésével és kissé nemlineáris fázisválaszokkal rendelkezik. Ez a fajta szűrő jó, nagyon könnyen érthető és kiváló hangfeldolgozó alkalmazásokhoz.
Bessel-szűrő
A Bessel-szűrő ideális fáziskarakterisztikát kínál, körülbelül lineáris fázishatással, szinte vágási frekvenciáig. Bár nagyon lineáris fázisválaszt tartalmaz, de meglehetősen gyengéd szoknya lejtést tartalmaz. Ennek a szűrőnek az alkalmazásai ott vannak, ahol a fáziskarakterisztika jelentős. Kicsi fáziseltolás, annak ellenére, hogy a levágási jellemzői nem túl intelligensek. Pulzus alkalmazásokhoz jól illeszkedik.
Bessel-szűrő
A Bessel-szűrő stabil terjedési késést mutat az i / p frekvenciaspektrumban. Tehát négyzethullámot alkalmazva egy szűrő bemenetére négyzethullámot kapunk az o / p-n, anélkül, hogy meghaladnánk. Továbbá, bármelyik szűrő különféle frekvenciákat fog várni, különböző mennyiségekkel. Ez nyilvánvalóan meghaladja az o / p hullámformát.
Elliptikus szűrő
Az elliptikus szűrő sokkal több bonyolult szűrő, mint a Csebisev . Ez magában foglalja a hullámzást a passzsávban és súlyos roll-off-ot a stop hullámzási áron. Ennek a szűrőnek a konverziós régióban lévő összes szűrője le van görgetve, de mind a leállítási sáv, mind az átengedési sáv régiói megtalálhatók benne. Ez a szűrő úgy alakítható ki, hogy nagy figyelmet fordítson a leállítási sáv bizonyos frekvenciáira, ami csökkenti a leállítási sáv további frekvenciáinak csillapítását.
Elliptikus szűrő
Az aktív szűrők előnyei
Az aktív szűrők előnyei a következők
- Ezek a szűrők ésszerűbbek, mint a passzív szűrők.
- Az ezekben a szűrőkben használt készülék kisebb, mint a passzív szűrőkben használt alkatrészek.
- Az aktív szűrő nem mutat beillesztési veszteséget.
- Ez lehetővé teszi a szakaszok közötti elkülönítést az i / p és az o / p impedancia szabályozásához is.
Aktív szűrők alkalmazásai
- Aktív szűrőket használnak a kommunikációs rendszerek a zaj elnyomására , a különféle csatornák jelkommunikációjának elkülönítésére, hogy javítsák az egyedi üzenetjelet egy modulált jeltől.
- Ezeket a szűrőket használják a műszeres rendszerek a tervezők, hogy kiválasszák a kívánt frekvencia-berendezést és leválasszák a nem kívántakat.
- Ezekkel a szűrőkkel korlátozható az analóg jel sávszélessége, mielőtt digitális jelekké változtatnák őket.
- Az audio rendszerekben analóg szűrőket használnak mérnökök küldjenek különféle frekvenciákat különböző hangszóróknak. Például a zeneiparban felvételi és lejátszási alkalmazásokra van szükség a frekvenciakomponensek vezérléséhez.
- Aktív szűrőket használnak a orvosbiológiai eszközök a pszichológiai érzékelők összekapcsolása diagnosztikai berendezésekkel és adatnaplózással.
Jelenleg számos aktív szűrő rövid kapacitása miatt a kezdeti szakaszban vannak. De jelenleg sok mérnök tervezi nagy kapacitással. Hosszú távon a hatékonyság nemcsak a nemlineáris terheléssel járó fogyasztókat fogja nyomni arra, hogy ezeket a szűrőket megőrizzék, hanem a hatékony teljesítmény minőségét is. Hatalmas számú aktív szűrő áll rendelkezésre a meddő teljesítmény, a harmonikus áram, a kiegyensúlyozatlan és a semleges áram kompenzálására. Az ügyfél a közeljövőben kiválaszthatja az előnyben részesített funkciókkal rendelkező aktív szűrőt, amint a technológia tovább halad. Ezenkívül bármilyen kérdés, amely erre a koncepcióra vonatkozik, vagy tudjon a Butterworth szűrő felépítéséről és alkalmazásait, kérjük, adja meg értékes javaslatait az alábbi megjegyzés szakasz kommentálásával. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi a szűrő funkciója ?
Fotók:
