9 feiten over hoogdoorlaatfilter: functie, typen, toepassingen

1. Wat zijn de hoogdoorlaatfilters?
2. Hoe werkt een hoogdoorlaatfilter?
3. Wat doet een hoogdoorlaatfilter in een circuit?
4. Wat is een hoogdoorlaatfiltersymbool?
5. Wat is het type hoogdoorlaatfilter?
6. Verschillende voorbeelden van hoogdoorlaatfilters
7. Tijdrespons en frequentierespons van hpf
8. Afsnijfrequentie van hpf
9. Overdrachtfunctie van hoogdoorlaatfilter
10. Vergelijking tussen hoogdoorlaat- en laagdoorlaatfilter

                               

Wat is een hoogdoorlaatfilter?

"Hoogdoorlaatfilter is een circuit dat alle signalen van frequenties die tot de onderstaande afsnijfrequentie behoren verzwakt en een constante output of versterking geeft boven deze specifieke frequentie. '

In de bovenstaande afbeelding doet het CR-circuit het 'filter'-werk. De opamp is gekoppeld met een spanningsvolger. Nu is het feedbacksysteem ook ingebouwd om de offsetspanning op te heffen volgens de eigenschap van de operationele versterker.

Hier

De vergelijking kan worden berekend met behulp van de eigenschap van een ideale operationele versterker, die stelt dat een operationele versterker een oneindige versterking heeft. Hier staat f voor de frequentie van het ingangssignaal.

Waar= HPF's doorlaatbandversterking,

f = de frequentie van het ingangssignaal (het is ook de afsnijfrequentie),

Werking van een hoogdoorlaatfilter:

Hier doet de gain-magnitude-vergelijking het werk van verificatie op een lager frequentieniveau.

At f = f_c,

• At f >> f_c,

Kenmerken hoogdoorlaatfilter

Soorten hoogdoorlaatfilters:

• Passieve hoogdoorlaatfilters
• Actieve hoogdoorlaatfilters

Een actief hoogdoorlaatfilter is niets anders dan een circuit dat een actieve component bevat, zoals een transistor, een operationele versterker (op-amp), enz. Het gebruik van deze apparaten geeft ons meer efficiëntie.

Voordeel van hoogdoorlaatfilter:

Actief hoog pasfilters hebben verschillende voordelen ten opzichte van andere typen van filters. De belangrijkste voordelen zijn hieronder weergegeven.

• 1. versterking van zwakker signaal,
• 2. Efficiënte signaaloverdracht (met minimaal verlies),
• 3. Efficiënte prestaties bij gebruik in een meertrapsfilter.

Werking van hoogdoorlaatfilter.

De meest rechttoe rechtaan en eenvoudig type filter is het filter van de eerste orde. Het heeft een enkele reactieve component. De transformeren proces is vrij eenvoudig. Je hoeft alleen maar een op-amp toe te voegen.

Operationele versterkers hebben verschillende configuraties. Verschillende configuraties hebben verschillende attributen en invloed op de prestaties van het filter.

Let nu op de afrolsnelheid van een filter van de eerste orde. Afrolsnelheid wordt gedefinieerd als de snelheid waarmee de versterking van een filter verandert in de operationele stopband. De snelheid vertegenwoordigt de steilheid van de curve en helpt ons ook om de stijgingssnelheid van de groei te achterhalen.

De filters van de eerste orde komen met een groeisnelheid van 20 dB / decennium of, anders gezegd, de groeisnelheid is 6db / octaaf.

Hoogdoorlaatfilter overdrachtsfunctie

We weten dat de impedantie van de condensator varieert met de frequentie. Daarom komen elektronische filters met een respons die afhankelijk is van frequenties.

De impedantie van een condensator wordt meestal gegeven door de volgende vergelijking.

Waar, s= σ +jω, vertegenwoordigt ω de hoekfrequentie.

De overdrachtsfunctie is afgeleid met behulp van enkele basisstellingen van de netwerktheorie.

De overdrachtsfunctie wordt gegeven door de verhouding tussen de uitvoer en de geleverde invoer. De typische weergave van de overdrachtsfunctie wordt als volgt gegeven.

De typische overdrachtsfunctie is:

Waar,

a₁ vertegenwoordigt amplitudes van signalen

ω₀ vertegenwoordigt hoekige afsnijfrequenties

Toepassing van actief hoogdoorlaatfilter:

• Om een ​​hogere frequentie te verzenden in het geval van videogerelateerde filters.
• De frequentie wordt gewijzigd op basis van verschillende golfvormen.
• De actieve vindt toepassing in de CRO's, generatoren.

Passieve hoogdoorlaatfilters:

Waarom worden passieve hoogdoorlaatfilters gebruikt?

Een filter wordt passief genoemd als er geen externe voeding is, en het ingangssignaal blijft ook onversterkt door de passieve componenten die in het filter aanwezig zijn. De passieve componenten kunnen hetzelfde zijn als laagdoorlaat, maar de algehele verbinding is altijd omgekeerd. De passieve componenten zijn Weerstand (R) en Condensator (C), dus het is een RC-filtercombinatie.

De naam "passief, "hoog", "passeren" en "filteren" suggereren dat het filter alleen de hogere frequentie, dat wil zeggen, het zal blokkeer de lage frequenties.

In het bovenstaande circuit wordt de uitgangsspanning bepaald over de weerstand (R); wanneer de frequentie toeneemt, neemt de reactantie van de condensator af, zodat de output en versterking tegelijkertijd toenemen.

De formule om de frequentie van het RC-circuit te berekenen is,

f=1/2πRC

Hoe een RC hoogdoorlaatfilter te bouwen:

Om een ​​RC HPF te bouwen, hebben we de volgende componenten nodig:

• Een functiegenerator
• een 10nF keramische condensator
• Een weerstand van 10 K ohm

Frequentie:

                                    (0.00000001F) = 15,293 Hz, hoe groter de output, hoe meer het signaal wordt verzwakt.

Als we een AC-signaalinvoer geven aan het circuit van een functiegenerator en het signaal op een lage frequentie instellen, blokkeert de condensator het spanningssignaal. Dus de laagfrequente signalen die worden geblokkeerd, komen niet voorbij de condensator. De hoogfrequente signalen blijven doorgaan en gaan naar de uitgang.

Passieve hoogdoorlaatfilters worden gebruikt in:

• Audio versterkers
• In luidsprekersystemen
• In verschillende muziekcontrolesystemen enz.

Hoogdoorlaatfilter van eerste bestelling versus hoogdoorlaatfilter van tweede bestelling

• Het hoogdoorlaatfilter van de tweede orde omvat twee verschillende reactieve componenten.
• Eerste orde HPF heeft een overdrachtsfunctie van de eerste orde; aan de andere kant heeft tweede orde HPF een overdrachtsfunctie van tweede orde.
• Het eerste orde filter verschilt van het tweede orde filter op basis van de stopband. De helling van de grafiek van een tweede orde is typisch het algebraïsche dubbele van de eerste orde.

Passief RL hoogdoorlaatfilter:

Deze schakeling bestaat uit a weerstand en een inductor. De spoel in het circuit laat alle lagere frequenties door en vermindert de spanningen erover. Het houdt ook de uitgangsspanning dichter bij de ingangsspanning.

Er is een frequentierespons in dB onder het circuit voor een specifiek frequentiebereik.

De lagere afsnijfrequentie voor een RL hoogdoorlaatfilter wordt bepaald door de inductor en de parallelle combinatie van RF en RL, door de formule:

Waar, R_EQ = R_F|| R_L

Hoe een RL hoogdoorlaatfilter te bouwen:

Om een ​​RL HPF te bouwen, hebben we nodig,

• Een functiegenerator
• Een weerstand
• Een inductor
• Oscilloscoop

Voor het maken van het circuit kunnen we een 470mH-inductor en een 10KΩ-weerstand gebruiken.

Het circuit vormt een hoogdoorlaatfilter en helpt de hoogfrequente signalen door te laten naar de uitgang. Het filtert ook de laagfrequente signalen door de inductor.

Butterworth hoogdoorlaatfilter:

Wat is een Butterworth-filter?

"Butterworth filter is waarschijnlijk de eerste en bekendste filterbenadering. "

Het Butterworth-filter is gemaakt om een ​​vloeiende frequentieresponsgrafiek in de doorlaatband te krijgen.

Circuit afbeelding -

                                                                            

Chebyshev hoogdoorlaatfilter:

Het Butterworth-filter is gemaakt om een ​​vloeiende frequentieresponsgrafiek in de doorlaatband te krijgen. Filters kunnen in twee categorieën worden ingedeeld. De categorieën zijn 'Chebyshev Filter' en 'Inverse Chebyshev Filter'.

De filterreactie blijkt de reactie van een Butterworth-filter te zijn, als de rimpelwaarde is vastgesteld op 0%. Meestal is de rimpelwaarde vastgesteld op 0.5% voor toepassingen in digitale filters.

Chebyshev frequentierespons

Hoogdoorlaatfilter versus laagdoorlaatfilter:

Waarom zouden we het hoogdoorlaatfilter gebruiken?

• Hoogdoorlaatfilters zijn uitstekend geschikt voor alle elektronische of elektrische bewerkingen.
• HPF stelt ons in staat om enscenering te krijgen door meer controle te geven over het proces of experiment.
• Het afsnijden van ongewenste ruis is tot nu toe een andere beste functie.

Schrijf enkele voordelen van een hoogdoorlaatfilter.

• Zorg voor een scherpe afrolreactie.
• Het zendvermogen is krachtig genoeg om de frequentie van het benodigde kanaal te ontvangen.
• Het filter heeft voordelen in audioverwerkingstoepassingen omdat het de Gelijkstroom spanning wordt versterkt.

Om meer te lezen over elektronica klik hier