Карактеристике активних филтера, први и други ред, апликације



Тхе ацтиве филтерс су они који имају контролисане изворе или активне елементе, као што су, на пример, оперативна појачала, транзистори или вакуумске цеви. Кроз електронски круг, филтер омогућава да се усклади са моделовањем преносне функције која мења улазни сигнал и даје излазни сигнал према пројекту.

Конфигурација електронског филтера је обично селективна, а критеријум одабира је фреквенција улазног сигнала. Због горе наведеног, зависно од типа кола (серијски или паралелно), филтер ће омогућити пролаз одређених сигнала и блокирати пролазак осталих.

На тај начин, излазни сигнал ће бити карактерисан прочишћавањем у складу са пројектним параметрима кола које чине филтер.

Индек

  • 1 Карактеристике
  • 2 Филтери првог реда
    • 2.1 Нископропусни филтери
    • 2.2 Филтери пролазе високо
  • 3 Филтери другог реда
  • 4 Апплицатионс
  • 5 Референце

Феатурес

- Активни филтери су аналогни филтери, што значи да модификују аналогни сигнал (улаз) у зависности од фреквентних компоненти.

- Захваљујући присуству активних компоненти (операциона појачала, вакуумске цеви, транзистори, итд.), Овај тип филтера повећава секцију или цео излазни сигнал, у односу на улазни сигнал.

То је због појачања енергије употребом оперативних појачала (ОПАМС). Наведено олакшава добијање резонанце и фактора високог квалитета, без потребе за употребом индуктора. Са своје стране, фактор квалитета - познат и као К фактор - је мера оштрине и ефикасности резонанце.

- Активни филтери могу комбиновати активне и пасивне компоненте. Ово су основне компоненте кругова: отпорници, кондензатори и индуктори.

- Активни филтери дозвољавају каскадне везе, конфигурирани су да појачавају сигнале и дозвољавају интеграцију између два или више кругова ако је потребно.

- У случају да склоп има оперативна појачала, излазни напон круга је ограничен напоном засићења ових елемената.

- У зависности од типа кола и номиналних вредности активних и пасивних елемената, активни филтер може бити дизајниран да обезбеди високу улазну импедансу и малу излазну импедансу..

- Производња активних филтера је економична у поређењу са другим типовима склопова.

- За рад, активни филтери захтијевају напајање, по могућности симетрично.

Филтери првог реда

Филтри првог реда се користе за ублажавање сигнала који су изнад или испод степена одбацивања, у вишекратницима од 6 децибела сваки пут када се фреквенција удвостручује. Овај тип склопова је обично представљен следећом преносном функцијом:

Када оборите нумератор и именитељ израза, морате:

- Н (јω) је полином степена ≤ 1

- т је инверзна угаона фреквенција филтера

- Вц је угаона фреквенција филтера и дата је следећом једначином:

У наведеном изразуц је гранична фреквенција филтера.

Гранична фреквенција је гранична фреквенција филтера за коју се индукује пригушење сигнала. У зависности од конфигурације филтера (нископропусни, високопропусни, појасни или банд-елиминациони), ефекат дизајна филтера је прецизно приказан из граничне фреквенције.

У конкретном случају филтера првог реда, они могу бити само ниски пролази или високи пролази.

Нископропусни филтери

Овај тип филтера дозвољава пролаз нижих фреквенција, и пригушује или сузбија фреквенције изнад граничне фреквенције.

Преносна функција за нископропусне филтере је следећа:

Одзив амплитуде и фазе ове функције преноса је:

Активни нископропусни филтер може испунити пројектну функцију кориштењем улазних и земљоспојних отпорника, заједно с оперативним појачалима и конфигурацијама отпорника и кондензатора паралелно. У наставку је пример инвертера нископропусног активног круга:

Параметри функције преноса за овај круг су:

Филтри пролазе високо

С друге стране, високопропусни филтери имају супротан ефекат, у поређењу са нископропусним филтерима. То значи да овај тип филтера пригушује ниске фреквенције и омогућава високим фреквенцијама да прођу.

Чак и, у зависности од конфигурације кола, активни филтери високог протока могу појачати сигнале ако имају оперативна појачала посебно уређена за ту сврху. Преносна функција активног хигх-пасс филтера првог реда је следећа:

Одзив амплитуде и фазе система је:

Активни високопропусни филтер користи отпорнике и кондензаторе у серији на улазу круга, као и отпорник на путу пражњења у земљу, да би испунио функцију повратне импеданције. Испод је пример активног високофреквентног инвертерског кола:

Параметри функције преноса за овај круг су:

Филтери другог реда

Филтери другог реда се обично добијају серијским повезивањем филтера првог реда, како би се добила сложенија подешавања која омогућавају селективно подешавање фреквенције.

Општи израз за функцију преноса филтера другог реда је:

Када оборите нумератор и именитељ израза, морате:

- Н (јω) је полином степена ≤ 2.

- Во је угаона фреквенција филтера и дата је следећом једначином:

У овој једначини фо је карактеристична фреквенција филтера. У случају да постоји РЛЦ круг (отпорник, индуктор и серијски кондензатор), карактеристична фреквенција филтера подудара се са резонантном фреквенцијом филтера.

С друге стране, резонантна фреквенција је фреквенција на којој систем достигне свој максимални степен осцилације.

- . је фактор пригушења. Овај фактор одређује капацитет система да ублажи улазни сигнал.

Заузврат, из фактора пригушења фактор квалитета филтера се добија кроз следећи израз:

У зависности од дизајна импеданција кола, активни филтери другог реда могу бити: нископропусни филтери, високопропусни филтери и тракасти филтери..

Апплицатионс

Активни филтери се користе у електричним мрежама како би се смањиле сметње у мрежи, због спајања нелинеарних оптерећења.

Ове сметње могу бити прожете кроз комбинацију активних и пасивних филтера, као и варијације улазних импеданција и РЦ конфигурација кроз склоп.

У енергетским електричним мрежама, активни филтери се користе за смањење хармоника струје кроз мрежу између активног филтера и чвора за производњу енергије.

Исто тако, активни филтери помажу да се балансирају повратне струје које циркулишу кроз неутрално, и хармоници повезани са овим струјним током и напоном система..

Додатно, активни филтри испуњавају одличну функцију у односу на корекцију фактора снаге међусобно повезаних електричних система.

Референце

  1. Активни филтери (с.ф.). Национални експериментални универзитет Тацхира. Држава Тацхира, Венецуела. Добављено из: унет.еду.ве
  2. Ламицх, М. (2001). Активни филтери: Увод и апликације. Университат Политецница де Цаталуниа, Шпанија. Преузето са: црит.упц.еду
  3. Мииара, Ф. (2004). Активни филтери. Национални универзитет Росарио. Аргентина Добављено из: фцеиа.унр.еду.ар
  4. Гименез, М (с.ф.). Теорија круга ИИ. Симон Боливар Университи. Стате Миранда, Венецуела. Преузето са: лабц.усб.ве
  5. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2017). Активни филтер Преузето са: ен.википедиа.орг
  6. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2017). Електронски филтер Преузето са: ен.википедиа.орг