Tutorial despre diferite tipuri de filtre active și aplicațiile acestora

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Pe măsură ce timpul avansează și studiul asupra filtrelor a crescut, filtrele active au fost o chestiune de discuție. Filtre active sunt un grup de filtre electronice care utilizează componente active precum un amplificator pentru funcționarea sa. Amplificatoarele sunt utilizate în filtre pentru proiectare pentru a spori predictibilitatea și performanța. Totul este terminat, păstrându-se departe de nevoia inductoarelor. De obicei, caracteristicile filtrului pot fi determinate folosind un amplificator. Acest articol prezintă un studiu detaliat și utilizarea filtrelor active în tehnologia modernă. În viitor, diferitele tipuri de filtre active vor avea o capacitate mult mai largă și vor însemna tehnologia viitoare decât are în prezent.

Ce este un filtru activ?

Filtrul este un n / w electric în orice teorie a circuitului, folosit pentru a schimba fie faza, fie amplitudinea caracteristicilor semnalului în raport cu frecvența acestuia. În mod ideal, aceasta nu va include nicio frecvență nouă la i / p și nici nu va modifica componenta de frecvență a semnalului respectiv. Se folosește un filtru activ un amplificatoare operaționale impreuna cu diverse componente electronice cum ar fi rezistențe, condensatori pentru filtrare. Op-Amps sunt folosite pentru a permite realizarea cu ușurință a mai multor tipuri de filtre active.




Un amplificator oprește impedanța sarcinii de a afecta caracteristicile filtrului. Forma răspunsului, factorul de dualitate și frecvența reglată și se poate seta adesea cu rezistențe variabile ieftine. În aceste circuite de filtrare putem modifica un parametru fără a-l deteriora pe celălalt. De când principiile lor de returnare de bază au fost proiectate în jurul anului 1970, s-au făcut multe cercetări cu privire la aceste filtre și aplicațiile lor realiste.

Tipuri de filtre active

Cele mai frecvente tipuri de filtre active sunt clasificate în patru, cum ar fi



  • Butterworth
  • Chebyshev
  • Bessel
  • Eliptic

Sunt sunt disponibile diferite tipuri de filtre , dar majoritatea aplicațiilor pot fi rezolvate cu aceste implementări.

Tipuri de filtre active

Tipuri de filtre active

Filtru Chebyshev

Filtrul activ Chebyshev este, de asemenea, numit ca un filtru de ondulare egal. Oferă o tăiere mai clară decât o Filtru Butterworth în banda de trecere. Atât filtrele Chebyshev, cât și cele Butterworth prezintă schimbări mari de fază aproape de frecvența de întrerupere. Un dezavantaj al filtrului Chebyshev este exteriorul minimului de câștig și al maximului sub frecvența de tăiere. Parametrul reglabil în proiectarea filtrului, creșterea câștigului este exprimată în dB.


Filtru Chebyshev

Filtru Chebyshev

Implementarea acestor filtre oferă o derulare mult mai abruptă, dar are o ondulație în banda de trecere, deci nu este utilizată în sistemele audio. Deși este mult mai bine în unele aplicații în care există o singură frecvență disponibilă în banda de trecere, dar sunt necesare numeroase alte frecvențe pentru a le elimina.

Filtru activ Butterworth

Filtru activ Butterworth este denumit și filtru plat. Implementarea filtrului activ Butterworth garantează un răspuns plat în banda de trecere și o amplă derulare. Acest grup de filtre aproximează potrivirea perfectă a filtrului în banda de trecere. Sunt prezentate curbele de răspuns în frecvență ale diferitelor tipuri de filtre. Acest filtru include o amplitudine în esență plană, răspunsul de frecvență până la frecvența de întrerupere.

Filtru Butterworth

Filtru Butterworth

Rugozitatea tăierii poate fi văzută în diagramă. Este celebru faptul că toate cele trei filtre realizează un unghi de derulare de -40db / deceniu la frecvențe mult superioare decuplării. Acest filtru are o caracteristică undeva b / n Filtre Chebyshev și Bessel . Are o derulare sensibilă a fustei și răspunsuri de fază ușor neliniare. Acest tip de filtru este bun, foarte ușor de înțeles și este excelent pentru aplicațiile de procesare audio.

Filtru Bessel

Filtrul Bessel oferă o caracteristică de fază ideală, cu un răspuns de fază aproximativ liniar până la o frecvență aproape limitată. Deși, include un răspuns de fază foarte liniar, dar o pantă a fustei destul de blândă. Aplicațiile acestui filtru implică unde caracteristica de fază este semnificativă. Este o schimbare de fază mică, chiar dacă caracteristicile sale de tăiere nu sunt foarte inteligente. Este potrivit pentru aplicațiile cu impulsuri.

Filtru Bessel

Filtru Bessel

Filtrul Bessel prezintă o întârziere de propagare stabilă în spectrul de frecvență i / p. Deci, aplicarea unei unde pătrate la intrarea unui filtru va da o undă pătrată pe o / p fără a depăși În plus, orice filtru va aștepta diferite frecvențe cu diferite cantități. Acest lucru se va evidenția ca depășire pe forma de undă o / p.

Filtru eliptic

Filtrul eliptic este mult mai mult filtru complicat precum Chebyshev . Include o ondulare în banda de trecere și o rulare severă la prețul unei ondulații în banda de oprire. Acest filtru are derularea fiecărui filtru din regiunea de conversie, dar are atât regiunile benzii de oprire, cât și ale benzii de trecere. Acest filtru poate fi proiectat pentru a avea o atenție ridicată asupra anumitor frecvențe din banda de oprire, ceea ce scade atenuarea frecvențelor suplimentare din banda de oprire.

Filtru eliptic

Filtru eliptic

Avantajele filtrelor active

Avantajele filtrelor active includ următoarele

  • Aceste filtre sunt mai rezonabile decât filtrele pasive.
  • Aparatul utilizat în aceste filtre este mai mic decât componentele utilizate în filtrele pasive.
  • Filtrul activ nu arată nicio pierdere de inserție.
  • De asemenea, permite izolarea între etape pentru controlul impedanței i / p și o / p.

Aplicații ale filtrelor active

  • Filtrele active sunt utilizate în sisteme de comunicații pentru suprimarea zgomotului , pentru a izola o comunicare de semnal de la diverse canale pentru a îmbunătăți semnalul de mesaj unic de la un semnal modulat.
  • Aceste filtre sunt utilizate în sistemele de instrumentare de către proiectanți pentru a alege un aparat de frecvență necesar și a le detașa pe cele nedorite.
  • Aceste filtre pot fi utilizate pentru a limita lățimea de bandă a semnalului analogic înainte de a le modifica în semnale digitale.
  • Filtrele analogice sunt utilizate în sistemele audio de către ingineri pentru a trimite diverse frecvențe către difuzoare diferite. De exemplu, în industria muzicală, sunt necesare aplicații de înregistrare și redare pentru a controla componentele de frecvență.
  • Filtrele active sunt utilizate în instrumente biomedicale pentru a interfața senzorii psihologici cu echipamente de diagnosticare și înregistrarea datelor.

În prezent, numeroase tipuri de filtre active sunt în stadiul inițial datorită capacității sale reduse. Dar, în prezent, mulți ingineri îl proiectează cu capacități mari. Eficacitatea pe termen lung nu numai că va presiona consumatorii cu sarcină neliniară să folosească aceste filtre pentru păstrare, ci și calitatea energiei la un nivel eficient. Configurarea unui număr mare de filtre active va fi disponibilă pentru rambursarea puterii reactive, a curentului armonic, a curentului dezechilibrat și neutru. Clientul poate alege filtrul activ cu caracteristicile preferate în viitorul apropiat pe măsură ce tehnologia avansează. În plus, orice întrebări referitoare la acest concept sau către știu despre construcția filtrului Butterworth și aplicațiile sale, vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, care este funcția unui filtru ?

Credite foto: