หุ้น:
ลักษณะฟิลเตอร์ที่ใช้งาน, คำสั่งที่หนึ่งและสอง, แอปพลิเคชัน
ฟิลเตอร์ที่ใช้งาน เป็นแหล่งที่มีการควบคุมแหล่งหรือองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่เช่นเช่นแอมป์ขยายเสียงทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศ ผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ตัวกรองช่วยให้สอดคล้องกับการสร้างแบบจำลองของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนที่เปลี่ยนแปลงสัญญาณอินพุตและให้สัญญาณออกตามการออกแบบ.
การกำหนดค่าของตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์มักจะเป็นตัวเลือกและเกณฑ์การคัดเลือกคือความถี่ของสัญญาณอินพุต เนื่องจากข้างต้นขึ้นอยู่กับประเภทของวงจร (เป็นอนุกรมหรือขนาน) ตัวกรองจะอนุญาตให้ผ่านสัญญาณบางอย่างและปิดกั้นเส้นทางที่เหลือ.
ด้วยวิธีนี้สัญญาณเอาต์พุตจะถูกทำให้เป็นลักษณะโดยการทำให้บริสุทธิ์ตามพารามิเตอร์การออกแบบของวงจรที่ประกอบด้วยตัวกรอง.
ดัชนี
- 1 ลักษณะ
- 2 ตัวกรองของคำสั่งแรก
- 2.1 ตัวกรองความถี่ต่ำ
- 2.2 ตัวกรองผ่านสูง
- 3 ตัวกรองลำดับที่สอง
- 4 การใช้งาน
- 5 อ้างอิง
คุณสมบัติ
- ฟิลเตอร์ที่ใช้งานเป็นฟิลเตอร์แบบอะนาล็อกซึ่งหมายความว่าพวกเขาปรับเปลี่ยนสัญญาณอะนาล็อก (อินพุต) ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบความถี่.
- ต้องขอบคุณการมีอยู่ของส่วนประกอบที่ใช้งาน (แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน, หลอดสุญญากาศ, ทรานซิสเตอร์, ฯลฯ ) ตัวกรองประเภทนี้จะเพิ่มส่วนหรือสัญญาณเอาท์พุททั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณอินพุต.
นี่คือสาเหตุที่การขยายพลังงานผ่านการใช้เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน (OPAMS) ข้างต้นช่วยให้ได้รับเสียงสะท้อนและปัจจัยคุณภาพสูงโดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเหนี่ยวนำ ในส่วนของปัจจัยคุณภาพ - หรือที่เรียกว่า Q factor - เป็นการวัดความคมชัดและประสิทธิภาพของการสั่นพ้อง.
- ฟิลเตอร์ที่ใช้งานสามารถรวมองค์ประกอบที่ใช้งานและแฝง หลังเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของวงจร: ตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ.
- ฟิลเตอร์ที่ใช้งานช่วยให้การเชื่อมต่อแบบเรียงซ้อนมีการกำหนดค่าเพื่อขยายสัญญาณและอนุญาตการรวมระหว่างสองวงจรหรือมากกว่าถ้าจำเป็น.
- ในกรณีที่วงจรมีวงจรขยายสัญญาณแรงดันเอาต์พุตของวงจรจะถูก จำกัด ด้วยแรงดันอิ่มตัวขององค์ประกอบเหล่านี้.
- ขึ้นอยู่กับประเภทของวงจรและค่าเล็กน้อยขององค์ประกอบที่ใช้งานและไม่โต้ตอบตัวกรองที่ใช้งานสามารถออกแบบมาเพื่อให้ความต้านทานการป้อนข้อมูลสูงและความต้านทานเอาท์พุทขนาดเล็ก.
- การผลิตฟิลเตอร์แบบแอคทีฟนั้นประหยัดกว่าการประกอบแบบอื่น ๆ.
- ในการใช้งานฟิลเตอร์ที่ใช้งานจำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟซึ่งควรเป็นแบบสมมาตร.
ตัวกรองลำดับแรก
ตัวกรองคำสั่งแรกจะใช้ในการลดทอนสัญญาณที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าเกรดการปฏิเสธเป็นทวีคูณของ 6 เดซิเบลในแต่ละครั้งที่ความถี่เป็นสองเท่า แอสเซมบลีชนิดนี้มักจะแสดงโดยฟังก์ชันถ่ายโอนต่อไปนี้:
เมื่อคุณทำลายตัวเศษและส่วนของนิพจน์คุณจะต้อง:
- N (jω) คือพหุนามของดีกรี≤ 1
- t คือค่าผกผันของความถี่เชิงมุมของตัวกรอง
- Wค คือความถี่เชิงมุมของตัวกรองและได้รับจากสมการต่อไปนี้:
ในการแสดงออกดังกล่าวค คือความถี่ cutoff ของตัวกรอง.
ความถี่ cutoff คือความถี่ จำกัด ของตัวกรองที่จะลดทอนสัญญาณ ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของตัวกรอง (ผ่านต่ำผ่านสูงผ่านแบนด์หรือกำจัดวงดนตรี), ผลกระทบของการออกแบบตัวกรองจะถูกนำเสนออย่างแม่นยำจากความถี่คัตออฟ.
ในกรณีเฉพาะของตัวกรองคำสั่งซื้อแรกสิ่งเหล่านี้สามารถเป็นผ่านต่ำหรือสูงผ่านได้.
ฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ
ตัวกรองประเภทนี้อนุญาตให้ผ่านความถี่ที่ต่ำกว่าและลดทอนหรือยับยั้งความถี่ที่สูงกว่าความถี่คัตออฟ.
ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนสำหรับตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำมีดังต่อไปนี้:
การตอบสนองของแอมพลิจูดและเฟสของฟังก์ชันถ่ายโอนนี้คือ:
ฟิลเตอร์ low-pass ที่แอ็คทีฟสามารถเติมเต็มฟังก์ชั่นการออกแบบโดยใช้ตัวต้านทานอินพุทและตัวปล่อยประจุไฟฟ้ารวมถึงแอมพลิฟายเออร์และตัวต้านทานและตัวเก็บประจุแบบขนาน ด้านล่างเป็นตัวอย่างวงจรอินเวอร์เตอร์ low pass ที่ใช้งาน:
พารามิเตอร์ของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนสำหรับวงจรนี้คือ:
ตัวกรองผ่านสูง
ในทางตรงกันข้ามฟิลเตอร์กรองความถี่สูงมีผลตรงกันข้ามเมื่อเปรียบเทียบกับฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ นั่นคือฟิลเตอร์ประเภทนี้ลดทอนความถี่ต่ำและให้ความถี่สูงผ่าน.
แม้กระทั่งขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของวงจรฟิลเตอร์ที่ใช้งานสูงผ่านสามารถขยายสัญญาณหากพวกเขามีเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานจัดเป็นพิเศษสำหรับวัตถุประสงค์นั้น ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของฟิลเตอร์ high-pass ที่ใช้งานอยู่ของคำสั่งแรกมีดังนี้:
การตอบสนองของแอมพลิจูดและเฟสของระบบคือ:
ฟิลเตอร์ high pass ที่แอ็คทีฟใช้ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเป็นอนุกรมที่อินพุตของวงจรเช่นเดียวกับตัวต้านทานในเส้นทางของการปล่อยสู่พื้นเพื่อตอบสนองการทำงานของอิมพีแดนซ์ป้อนกลับ ด้านล่างเป็นตัวอย่างของวงจรอินเวอร์เตอร์ high-pass ที่ใช้งานอยู่:
พารามิเตอร์ของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนสำหรับวงจรนี้คือ:
ตัวกรองลำดับที่สอง
ตัวกรองคำสั่งที่สองมักจะได้รับโดยทำการเชื่อมต่อตัวกรองลำดับที่หนึ่งในชุดเพื่อรับการตั้งค่าที่ซับซ้อนมากขึ้นที่ช่วยให้การปรับความถี่ที่เลือก.
นิพจน์ทั่วไปสำหรับฟังก์ชันถ่ายโอนของตัวกรองลำดับที่สองคือ:
เมื่อคุณทำลายตัวเศษและส่วนของนิพจน์คุณจะต้อง:
- N (jω) คือพหุนามของดีกรี≤ 2.
- Wหรือ คือความถี่เชิงมุมของตัวกรองและได้รับจากสมการต่อไปนี้:
ในสมการนี้ fหรือ เป็นความถี่ลักษณะของตัวกรอง ในกรณีที่มีวงจร RLC (ตัวต้านทานตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุในซีรีส์) ความถี่ลักษณะของตัวกรองเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่เรโซแนนซ์ของตัวกรอง.
ในทางกลับกันเสียงสะท้อนความถี่คือความถี่ที่ระบบถึงระดับสูงสุดของการสั่น.
- ζเป็นปัจจัยทำให้หมาด ๆ ปัจจัยนี้กำหนดความจุของระบบเพื่อรองรับสัญญาณอินพุต.
ในทางกลับกันจากปัจจัยการทำให้หมาด ๆ ปัจจัยคุณภาพตัวกรองจะได้รับผ่านการแสดงออกต่อไปนี้:
ขึ้นอยู่กับการออกแบบของอิมพีแดนซ์ของวงจรฟิลเตอร์ที่ใช้งานลำดับที่สองสามารถ: ฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ, ฟิลเตอร์กรองความถี่สูงและฟิลเตอร์กรองความถี่.
การใช้งาน
ฟิลเตอร์ที่ใช้งานจะใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อลดสัญญาณรบกวนในเครือข่ายเนื่องจากการเชื่อมต่อของโหลดที่ไม่ใช่เชิงเส้น.
การรบกวนเหล่านี้สามารถแทรกซึมผ่านการรวมกันของฟิลเตอร์ที่ใช้งานและแบบพาสซีฟและการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์อินพุตและการกำหนดค่า RC ตลอดการชุมนุม.
ในเครือข่ายพลังงานไฟฟ้าตัวกรองแบบแอคทีฟจะใช้เพื่อลดความกลมกลืนของกระแสที่ไหลผ่านเครือข่ายระหว่างตัวกรองแบบแอ็คทีฟและโหนดการสร้างพลังงาน.
ตัวกรองที่ใช้งานอยู่จะช่วยปรับสมดุลกระแสกลับที่ไหลเวียนผ่านความเป็นกลางและเสียงประสานที่เกี่ยวข้องกับกระแสปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าของระบบ.
นอกจากนี้ฟิลเตอร์ที่ใช้งานตอบสนองฟังก์ชั่นที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการแก้ไขตัวประกอบกำลังของระบบไฟฟ้าที่เชื่อมต่อระหว่างกัน.
การอ้างอิง
- ตัวกรองที่ใช้งานอยู่ (s.f. ) มหาวิทยาลัยแห่งชาติ Tachira รัฐทาจิรา, เวเนซุเอลา ดึงจาก: unet.edu.ve
- Lamich, M. (2001) ฟิลเตอร์ที่ใช้งาน: บทนำและแอปพลิเคชัน Universitat Politècnica de Catalunya, สเปน ดึงจาก: crit.upc.edu
- Miyara, F. (2004) ตัวกรองที่ใช้งานอยู่ มหาวิทยาลัยแห่งชาติโรซาริโอ อาร์เจนตินา ดึงจาก: fceia.unr.edu.ar
- Gimenez, M (s.f. ) ทฤษฎีวงจร II มหาวิทยาลัยSimónBolívar รัฐมิแรนดาเวเนซุเอลา ดึงจาก: labc.usb.ve
- Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2017) ตัวกรองที่ใช้งานอยู่ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2017) ตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org