Tajriba ishi 1 : Past o`tish filtrlari

Filtr turlari
Amplituda-chastota xususiyatlarining xususiyatlariga qarab , filtrlarni keng toifalarga bo'lish mumkin. Agar filtr past chastotalardan o'tib, yuqori chastotalarni blokirovka qilsa, u past chastotali filtr deb ataladi. Agar u past chastotalarni to'sib qo'ysa va yuqori chastotalarni o'tkazishga imkon bersa, bu yuqori o'tish filtridir. Bundan tashqari, faqat nisbatan tor chastota diapazonidan o'tadigan tarmoqli filtrlar va faqat nisbatan tor chastota diapazonini bloklaydigan tishli filtrlar mavjud .

4-rasm - Filtrlarning amplituda-chastota xarakteristikalari
Filtrlarni sxemani amalga oshirish uchun ishlatiladigan komponentlar turlariga ko'ra ham tasniflash mumkin. Passiv filtrlar rezistorlar, kondansatörler va induktorlardan foydalanadi; bu komponentlar kuchaytirishni ta'minlashga qodir emas va shuning uchun passiv filtr faqat kirish signalining amplitudasini saqlab qolishi yoki kamaytirishi mumkin. Boshqa tomondan, faol filtr signalni filtrlashi va daromadni qo'llashi mumkin, chunki u tranzistor yoki op-amp kabi faol komponentni o'z ichiga oladi.

5-rasm - Ushbu faol past o'tkazuvchan filtr mashhur Sallen - Key topologiyasiga asoslangan.
Ushbu maqolada passiv past chastotali filtrlarni tahlil qilish va loyihalash muhokama qilinadi. Ushbu sxemalar turli xil tizimlar va ilovalarda muhim rol o'ynaydi.
RC past o'tish filtri
Passiv past o'tish filtrini yaratish uchun biz reaktiv elementni reaktiv element bilan birlashtirishimiz kerak. Boshqacha qilib aytganda, bizga qarshilik va kondansatör yoki induktordan iborat bo'lgan sxema kerak. Nazariy jihatdan, rezistor-induktor (RL) past o'tkazgichli filtr topologiyasi filtrlash kuchi bo'yicha rezistor-kondansatör (RC) past o'tkazuvchan filtr topologiyasiga teng. Biroq, amalda, rezistor-kondensator versiyasi ancha keng tarqalgan va shuning uchun ushbu maqolaning qolgan qismida RC past o'tkazuvchan filtriga e'tibor qaratiladi.

Diagrammada ko'rib turganingizdek, RC filtrining past o'tkazuvchan javobi signal yo'li bilan ketma-ket rezistor va yuk bilan parallel ravishda kondansatör joylashtirish orqali yaratiladi. Diagrammada yuk alohida komponent hisoblanadi, lekin haqiqiy kontaktlarning zanglashiga olib qaraganda, u ancha murakkabroq narsa bo'lishi mumkin, masalan, analog-raqamli konvertor, kuchaytirgich yoki filtrni o'lchash uchun foydalanadigan osiloskopning old qismi. javob.
Agar rezistor va kondansatör chastotaga bog'liq kuchlanish bo'luvchini tashkil qilishini tushunsak, biz RC past o'tish filtri topologiyasining filtrlash harakatini intuitiv ravishda tahlil qilishimiz mumkin.

7-rasm - RC past o'tish filtri kuchlanishni ajratuvchiga o'xshab qayta chizilgan
Kirish signalining chastotasi past bo'lsa, kondansatkichning empedansi rezistorning empedansiga nisbatan yuqori bo'ladi; shunday qilib, kirish kuchlanishining ko'p qismi kondansatör bo'ylab tushadi (va kondansatör bilan parallel bo'lgan yuk bo'ylab). Kirish chastotasi yuqori bo'lsa, kondansatör empedansi rezistor empedansiga nisbatan past bo'ladi, ya'ni qarshilik bo'ylab ko'proq kuchlanish pasayadi va yukga kamroq kuchlanish o'tkaziladi. Shunday qilib, past chastotalar o'tadi va yuqori chastotalar bloklanadi.
RC past o'tish filtri qanday ishlashini sifatli tushuntirish muhim birinchi qadamdir, ammo biz haqiqiy kontaktlarning zanglashiga olib kelishi kerak bo'lganda juda foydali emas, chunki "yuqori chastota" va "past chastota" atamalari juda noaniq. Muhandislar ma'lum chastotalarni o'tkazadigan va blokirovka qiladigan sxemalarni yaratishlari kerak. Misol uchun, yuqorida tavsiflangan audio tizimda biz 5 kHz signalni ushlab turishni va 500 kHz signalni bostirishni xohlaymiz. Bu bizga 5kHz dan 500kHz gacha bo'lgan masofadan blokirovkaga o'tadigan filtr kerakligini anglatadi.