Un filtru poate fi definit cu referire la diverse domenii, cum ar fi chimia, optica, ingineria, modelarea turbulenței, ingineria, calculul, filosofia și procesarea semnalului. Să luăm în considerare filtrele de procesare a semnalului, filtrul poate fi definit ca un dispozitiv utilizat pentru eliminarea unei părți sau a unor părți inutile ale semnalului. Această eliminare a părților inutile ale semnalului se numește proces de filtrare. Aceste filtre de procesare a semnalului sunt clasificate în diferite tipuri, cum ar fi filtre electronice , filtre digitale și filtre analogice.
Filtre analogice
Filtrul analogic este de obicei utilizat în electronică și este considerat ca un element de bază al procesării semnalului. Aceste filtre analogice sunt utilizate pentru a separa semnalele audio înainte de a se aplica difuzoarelor. Pentru a separa și a combina mai multe conversații telefonice pe un singur canal se poate face folosind filtre analogice. Pentru a selecta un anumit post de radio de la receptorul radio prin respingerea tuturor celorlalte canale se poate face folosind filtre analogice.
Semnalele care variază continuu (semnale analogice) pot fi acționate folosind filtre analogice electronice pasive liniare, care sunt compuse din elemente pasive, cum ar fi rezistențe, condensatori și inductori. Aceste filtre analogice sunt utilizate frecvent pentru a permite anumite componente de frecvență prin respingerea altora de la semnale de timp analogice sau continue.
Tipuri de filtre analogice
Filtrele analogice liniare pot fi listate ca filtre de sinteză a rețelei, filtre de impedanță a imaginii și filtre simple. Filtrele de sinteză ale rețelei sunt din nou clasificate ca filtru Butterworth, filtru Chebyshev, filtru eliptic sau filtru Cauer, filtru Bessel, filtru Gaussian, filtru Optimum ‘L’ (Legendre) și filtru Linkwithz-Riley. Filtrele de impedanță ale imaginii sunt clasificate în continuare ca filtru Constant k, filtru derivat din m, filtre de imagine generale, rețea Zobel, filtru de rețea, egalizator de întârziere T în punte, filtru de imagine compozit și filtru de tip mm’. Filtrul RC, filtrul RL, filtrul LC și filtrul RLC sunt numite filtre simple.
Proiectare filtru analogic
Proiectarea filtrului analogic include funcții de transfer al filtrelor analogice, poli și zerouri ale filtrelor analogice, răspunsul de frecvență al filtrelor analogice, răspunsul de ieșire și diferite tipuri de filtre analogice. Metodele de filtrare a filtrului analogic sunt clasificate ca funcții de transfer bazate pe modelele de filtre Butterworth, Chebyshev și Elliptic cu ordinea „n”.
Filtru Butterworth
Design filtru Butterworth
Filtru Butterworth sau cu magnitudine maximă plană are un răspuns de frecvență plat (matematic cât mai mult posibil). „Peretele de cărămidă” al filtrului de trecere analogic (Butterworth), care poate fi definit ca aproximări standard pentru diferite ordine de filtrare, este prezentat în figura de mai jos (inclusiv răspunsul în frecvență ideal).
Răspuns ideal în frecvență al filtrului Butterworth
Dacă mărim ordinea filtrului Butterworth, atunci crește și etapele în cascadă de proiectare a filtrului Butterworth. Astfel, așa cum se arată în figura de mai sus, filtrul și răspunsul zidului de cărămidă se apropie. În general, filtrele analogice liniare sunt realizate folosind diverse topologii, filtrul Butterworth poate fi realizat folosind topologia Cauer sau topologia Sallen-key.
Filtru Chebyshev
Filtrele Chebysev poartă numele lui Pafnufy Chebyshev, care a determinat calculele matematice ale Filtre Chebyshev . Eroarea dintre caracteristica filtrului idealizat și filtrul real poate fi redusă folosind proprietatea filtrului Chebyshev.
Filtru Chebyshev
Aceste filtre Chebyshev sunt clasificate în continuare ca filtre Chebyshev de tip 1 și tip 2. Filtrele de tip 1 sunt de bază, iar răspunsul de amplitudine sau câștig este o funcție de frecvență unghiulară de ordinul n al filtrului analogic de trecere joasă (LPF - dacă avem în vedere filtrele analogice). Filtrul Chebyshev de tip 2 este un tip neobișnuit și este un filtru invers.
Tipuri de filtru Chebyshev
Filtre analogice simple
Filtru RC
Circuit de filtrare RC
Circuitele electrice simple rezistor-condensator acționate de sursa de curent sau tensiune acționează ca filtre analogice. Aceste circuite de filtrare RC sunt utilizate pentru filtrarea unui semnal astfel încât să blocheze frecvențe specifice și să permită trecerea altor frecvențe. Circuitul de filtrare RC poate fi conectat ca serie Circuit RC sau circuit RC paralel așa cum se arată în figura de mai sus.
Filtru LC
Circuitul de filtrare LC
Circuitul electric simplu inductor-condensator acționează ca un filtru LC, care este, de asemenea, numit circuit acordat sau circuit rezonant sau circuit rezervor. Acest circuit LC se comportă, de asemenea, ca un rezonator electric. Circuitele LC sunt utilizate pentru a genera semnale sau pentru a prelua semnale la o anumită frecvență. Filtrul LC poate fi conectat ca circuit LC de serie sau circuit LC paralel așa cum se arată în figura de mai sus.
Filtru RL
Circuit filtru RL
Circuitul electric simplu cu rezistență-inductor acționează ca un circuit de filtrare RL care este acționat folosind sursa de curent sau tensiune și este format din rezistor și inductor. Filtrul RL poate fi conectat ca circuit RL de serie sau circuit RL paralel așa cum se arată în figura de mai sus.
Filtru RLC
Circuitul filtrului RLC
Circuitul electric simplu rezistor-inductor-condensator acționează ca un circuit de filtrare RLC, rezistorul, condensatorul și inductorul pot fi conectate în serie sau paralel pentru a forma filtru RLC de serie sau filtru RLC paralel. Acest circuit de filtrare RLC se formează ca oscilator armonic pentru curent și rezonează ca un circuit LC. Dar, aici oscilațiile pot fi degradate prin introducerea unui rezistor și acest efect este denumit amortizare.
Doriți să aflați în detaliu despre proiectarea practică a filtrelor analogice și digitale? Dacă sunteți interesat de proiectare proiecte electronice apoi, împărtășiți opiniile, comentariile, întrebările și sugestiile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.
