Notch-filter: 19 feiten die u moet weten

In dit artikel zullen we details over notch-filters bestuderen.

Notch-filterdefinitie

Voordat we in detail over notch-filter gaan praten, laten we eerst de definitie ervan achterhalen. Een notch-filter kan worden gedefinieerd als een bandstop met een zeer smalle frequentiebandbreedte. Grote diepte, hoge kwaliteitsfactor en scherpte in band-reject kenmerken een notch-filter. Er zijn verschillende soorten notch-filters die we later zullen bespreken.

Bekijk deze twee artikelen voor meer details -

Vergelijking van inkepingsfilter

Enkele van de belangrijke vergelijkingen van notch-filter worden hieronder gegeven.

  • De HF-grenswaarde van de LPF: fL = 1 / ( 2 * RLP * cLP * )
  • De LF-cut-off van de HPF: fH = 1 / ( 2 * RHP * cHP * )
  • De kwaliteitsfactor van het notch-filter: Q = fr / Bandbreedte

Hoe werkt een notch-filter?

Werking van notch filter

Een notch-filter heeft hetzelfde werkingsprincipe als een band-reject filter. Het laat alle andere frequentiecomponenten van het signaal toe en blokkeert de gespecificeerde smalle bandbreedte. Voor een passief ontwerp spelen de resistieve, capacitieve en inductieve reactantie een rol bij het regelen van de frequentie.

Inkeping filter grafiek | Fasereactie van inkepingsfilter

Het volgende is de notch-filtergrafiek.

Inkepingsfilter

Inkepingsfilter Q

Q van een notch-filter is een zeer belangrijke parameter. Q of Quality Factor van een Notch-filter wordt gegeven door de volgende vergelijking: Center Frequency/Bandwidth. Q is de maat voor de selectiviteit van het filter.

De middenfrequentie is de Notch Frequency en het is de middenfrequentie van de doorlaatband.

Notch filter toepassingen | Gebruik van notch-filter

Er zijn verschillende toepassingen van verschillende soorten notch-filters. Laten we er enkele bespreken.

  • Communicatie systemen: Notch-Filters is een van de belangrijke onderdelen van een communicatiesysteem. Er is een grote kans dat de berichtsignalen worden gestoord door harmonische ruis in langdurige communicatie. Notch-filters elimineren de ruis.
  • Audio-engineering: Een van de basiscomponenten van audio-engineering is een notch-filter. Het elimineren van ruis, spikes zijn enkele van de taken die worden uitgevoerd door een notch-filter.
  • Medische techniek: Notch-filters zijn gebruikt in de medische techniek. Het lezen van EEG is onmogelijk zonder een notch-filter.
  • Digitale signaalverwerking: Notch-filters hebben toepassingen in digitale signaalverwerking. Een notch-filter is belangrijk wanneer het signaal moet worden verwisseld of wanneer een bepaalde frequentiecomponent moet worden geëlimineerd.
  • Digitale beeldverwerking: Notch-filters helpen bij het elimineren van ruis uit digitale afbeeldingen.
  • Optische toepassingen: Notch-filters hebben toepassingen in optische toepassingen. Het blokkeren van een bepaalde golflengte van licht wordt gedaan door specifieke optische notch-filters.

Inkepingsfilter EEG

EEG of Elektro-encefalogram is een zeer belangrijk proces in de medische wetenschappen. Er worden verschillende filters gebruikt om de uitvoergegevens weer te geven die door de machine worden geproduceerd. Zonder de filters is het vrijwel onmogelijk om de waarden te lezen.

Er worden drie soorten filters gebruikt bij een EEG-meting. Ze zijn - hoogdoorlaatfilter, laagdoorlaatfilter en notch-filter. Hoogdoorlaatfilter filtert hoogfrequente componenten uit, terwijl: laagdoorlaatfilters doe hetzelfde voor gemeenschappelijke frequentiecomponenten. De notch-filters filteren een bepaald bepaald frequentiebereik uit.

Vooral de geleverde frequentie van de AC verstoort de EEG-metingen. Notch-filter verwijdert dergelijke interferentie. Voor Noord-Amerika is de voedingsfrequentie 60 Hz, dus wordt een 60 Hz notch-filter gebruikt. In India en andere landen waar de voedingsfrequentie 50 Hz is, wordt een 50 Hz notch-filter gebruikt.

Optimaal notch-filter bij beeldverwerking

Er is een bepaald soort periodieke ruis in digitale afbeeldingen. De geluiden zijn repetitief en ongewenst. Ze creëren bepaalde patronen en beïnvloeden het beeld slecht. Een van de oplossingen voor het probleem is een optimale notch-filter.

Eerst wordt de ruisfrequentie bepaald, vervolgens produceert het notch-filter de repetitieve ruis en wordt de uitvoer met minder ruis geproduceerd.

Inkepingsfilter overdrachtsfunctie

De volgende uitdrukking geeft de overdrachtsfunctie van een notch-filter -

Inkepingsfilter

Hier verwijst wz naar de nulcirkelfrequentie, terwijl wp verwijst naar de poolcirkelfrequentie. Ten slotte betekent q de kwaliteitsfactor van het notch-filter.

Hoe gebruik je een notch-filter?

Wanneer het nodig is om een ​​bepaalde smalle frequentieband te verwerpen, wordt een notch-filter gebruikt. Een notch-filter wordt geplaatst na elke bron waarvan het signaal moet worden geëlimineerd. In de meeste gevallen is het filter ingesteld als het allerlaatste onderdeel van een circuit.

Verschil tussen notch-filter en bandstopfilter

Een notch-filter is een type bandstopfilter. Het enige verschil tussen een bandstopfilter en een notch-filter is dat een notch-filter een smallere bandbreedte heeft dan een normaal bandstopfilter.

Bandpass versus Notch-filter

Er zijn enkele verschillen tussen het banddoorlaatfilter en het notch-filter. Laten we ze nader toelichten.

DiscussiepuntenBanddoorlaatfilternotch filter
PrincipeBepaalde band toestaanEen bepaalde band afwijzen
bandbreedteRelatief bredere band wordt doorgegeven.Een relatief smallere band wordt afgewezen.

Anti-kerffilter

Notch-filters verwerpen de zeer smalle bandbreedte van signalen en laten andere componenten van dat signaal toe. Dezelfde maar tegengestelde taak wordt uitgevoerd door banddoorlaatfilters. De banddoorlaatfilters laten een bepaalde frequentieband door en blokkeren verschillende delen van de beweging.

Kenmerken kerffilter filter

Enkele kenmerken van een notch-filter -

  • Smalle bandbreedte
  • Hoge Q-waarde
  • Grote diepte

Notch filter hoge q

Twin T notch-filters kunnen een zeer goede hoeveelheid diepte bieden, bijna oneindig. Als er een LM102 spanningsvolger aan het netwerk wordt toegevoegd, krijgt de Q van de schakeling een torenhoge groei van 0.3 naar 50. Zo wordt een hoge Q bereikt.

Winst van notch-filter

De versterking van een notch-filter kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking.

Inkepingsfilter

Notch-filtercoëfficiënten

Notch-filtercoëfficiënten worden de coëfficiënten van de overdrachtsfuncties genoemd.

Inkepingsfilter

Hier verwijst wz naar de nulcirkelfrequentie, terwijl wp verwijst naar de poolcirkelfrequentie. Ten slotte betekent q de kwaliteitsfactor van het notch-filter.

Overdrachtsfunctie van notch-filter in s-domein

De volgende uitdrukking geeft de overdrachtsfunctie van een notch-filter -

Inkepingsfilter

Verschillende soorten Notch-Filters

Actief inkepingsfilter

Een actief notch-filter is een combinatorisch circuit van twee afzonderlijke circuits. Bijvoorbeeld het aansluiten van een laagdoorlaatfilter en een hoogdoorlaatfilter in een parallelle verbinding en het toevoegen van een op-amp voor versterkingsdoeleinden zal werken als een actief notch-filter.

Inverse notch-filter

Inverse notch-filter is een speciaal type Notch-filter dat een oneindige impulsrespons heeft. Inverse notch-filters zijn erg handig bij medische beeldverwerking waar smalbandige signalen moeten worden geëlimineerd. Inverse notch-filters doen het werk efficiënt.

Holte-inkepingsfilter

Notch-filters zijn een speciaal type Cavity-filter. Caviteitsfilters laten een bepaalde smalle frequentieband toe. We kunnen dus zeggen dat de werking hetzelfde is als notch-filters. Daarom worden caviteitsfilters en-kerffilters vaak caviteitinkepfilters genoemd.

Instelbaar notch-filter | Adaptief notch-filter

Instelbare notch-filters zijn ook instelbare notch-filters. Men kan de frequentie aanpassen aan de behoefte. Sommige van de instelbare notch-filters zijn erg belangrijk in audio-engineering.

Instelbaar q-notch-filter

Instelbare q-notch-filters kunnen de Q-waarde van de notch-filter wijzigen. Daarom is de Q een zeer belangrijke parameter van het filter.

De instelbare Q-waarde is nodig voor de afdeling audiotechniek.

Bandpass-notch-filter | Notch banddoorlaatfilter

Notch-filters zijn een speciaal type banddoorlaatfilter. Banddoorlaatfilters laten een bepaalde frequentieband door. In banddoorlaatfilters kan theoretisch elk bereik van rondes worden gegeven door het vereiste ontwerp. Maar in banddoorlaatfilters is het bereik van de band doorgaans smaller dan de gebruikelijke.

Inkepingsfilter VST

VST is een plug-in voor filterenveloppen. Een envelop geeft meerdere randen aan een filter. VST-notch-filters bieden veel voordelen, zoals het zeer fijn mixen van audio, enz.

FM Notch-filter

FM notch-filters of Frequentiemodulatie notch-filters zijn enkele van de belangrijke instrumenten voor softwaregedefinieerde radio's. Zelfs deze filters maakten de door software gedefinieerde radio's populair. Het helpt ook bij radiocommunicatie.

Afstembare FM-notch-filter

Afstembare FM-kerffilters zijn speciaal soort notch-filters die de middenfrequentie kunnen aanpassen aan de behoefte van de toepassingen. Het is niet nodig om nogmaals te zeggen dat de FM-filters de afstembare filters nodig hebben, omdat verschillende frequentiebanden moeten worden geblokkeerd voor een signaal in FM.

RF Notch-filter

RF- of radiofrequentie-notch-filters worden gebruikt om slechts één frequentie uit een bepaalde frequentieband te weigeren. Over het algemeen hebben RF-notch-filters een Q. Basis RF-filters zijn ontworpen met laagdoorlaatfilters om een ​​hoog rendement te bereiken. Het omzetten ervan in een notch-filter is echter een moeilijk proces en vereist een hoge mate van voorzichtigheid en efficiëntie. 

Afstembare notch-filter RF

Net als andere afstembare notch-filters, kan het afstembare rf-notch-filter de frequentieband naar behoefte aanpassen.

60 Hz Notch-filter EEG

EEG of Electro-Encephalograph Machines hebben een ingebouwd 60 Hz notch-filter. De hoogdoorlaatfilters en laagdoorlaatfilters staan ​​vast op hun hoogste en laagste kalibratie.

Wat is een 60 Hz-filter? Klik hier!

60Hz Notch-filter IC

Er is een kant-en-klaar filter-IC beschikbaar om de schakeling te minimaliseren. Het bevat een laagdoorlaat- en een hoogdoorlaatfilter en een op-amp voor het samenvatten van de uitgangen van beide filters. De meest populaire 60hz notch-filter IC van Texas Instruments is UAF42.

Circuit van 60 Hz filter… Klik hier!

50 Hz notch-filter

Een 50 Hz notch-filter kan een 50 Hz signaal afwijzen door de kracht van het uurwerk vrijwel intact te houden. Een 50 Hz notch-filter is nodig wanneer de 50 Hz-band nauwkeurig moet worden verworpen.

50 Hz kerffiltercircuit

Een 50 Hz circuit kan worden ontworpen met dezelfde frequentie van een 60 Hz notch-filter als eerder aangegeven. Hieronder vindt u enkele typische waarden voor het maken van een 50 Hz-filter. C= 47 nano-farad, weerstand R1, R2 = 10 kilo-ohm, R3, R4 = 68 kilo-ohm.

geschakelde condensator notch filter

Een geschakelde condensator notch-filter is een andere geavanceerde topologie. Deze topologie biedt hoge precisie, hoge Q-waarde. Deze topologie heeft verschillende toepassingen.

HF-kerffilter

HF Notch-Filter staat voor High-Frequency Notch-Filters. Notch-filters van 50-60 Hz kunnen geen goede dieptewaarde of een hoge Q geven. Hoogfrequente notch-filters (die een hoogfrequente component afwijzen of toestaan) zijn realistischer, zorgen voor een gewenste bandbreedte en diepte.

1 kHz inkepingsfilter

Een één kilohertz notch-filter heeft een basisprincipe, hetzelfde als de eerder besproken 50 hz of 60 hz filters. Het enige verschil is dat een 50-khz notch-filter realistischer is en kan worden ontworpen voor real-time toepassingen. De 60-40 Hz filters zijn in staat om 50 tot XNUMX dB diepte te geven. Maar als ingenieur moet je focussen op de diepte en de Q-waarde. Dus het ene khz-filter komt in actie.

Notch-filter in frequentiedomein

Notch-filters hebben te maken met frequentie. Het belangrijkste principe van een notch-filter is om een ​​bepaalde smalle frequentieband te blokkeren. We kunnen dus zeggen dat het notch-filter alleen in het frequentiedomein werkt.

2 meter kerffilter

Een notch-filter van 2 meter is een oplossing voor een zeer algemeen communicatieprobleem dat intermodulatie wordt genoemd. Maar het filter lijdt tijdens bedrijf veel verlies.

Audio-notch-filter

Een notch-filter is een belangrijk instrument voor audio-engineering. Over het algemeen raken sommige ongewenste frequentiecomponenten door elkaar in de originele audio. Om een ​​dergelijke frequentie te verwijderen of te elimineren, wordt een audio-notch-filter gebruikt.

Notch-filter-equalizer

Een notch-filter kan worden gebruikt als equalizer in audiotechniek. Het kan helpen om verschillende ongewenste pieken of ruis te ontdekken, en het kan ook die ruis en pieken verwijderen. Zo helpt het om het geluid helder te maken.

Periodieke ruisonderdrukking met een notch-filter

Er is een bepaald soort periodieke ruis in digitale afbeeldingen. De geluiden zijn repetitief en ongewenst. Ze creëren bepaalde patronen en beïnvloeden het beeld slecht. Een van de oplossingen voor het probleem is een optimale notch-filter.

Eerst wordt de ruisfrequentie bepaald, vervolgens produceert het notch-filter de repetitieve ruis en wordt de uitvoer met minder ruis geproduceerd.

Akoestisch notch-filter

Zoals eerder vermeld, zijn Notch-filters belangrijk voor audio-engineering. Nadat de audio is opgenomen, is verschillende audio of akoestische audio nodig om te mixen. Er is een kans dat een piek in de verwisseling wordt geïntroduceerd. Een akoestische notch-filter kan dergelijke ruis en pieken verwijderen.

Variabele notch-filter

Variabele notch-filters zijn essentieel voor audio-engineering. Dit soort notch-filters kunnen de beoogde frequentie binnen een bepaald bereik veranderen.

In audiotechniek kunnen verschillende onbedoelde frequenties aanwezig zijn; om ze te verwijderen, hebben we notch-filters nodig. In plaats van één filter te gebruiken om een ​​enkele frequentie weg te laten is geen goede oplossing. Variabele notch-filters dienen hier ons doel.

T Notch-filter

T-notch-filter is een basis-notch-filter met een 'T'-netwerk van RCR-componenten. Het is een bijzondere ontwerptechniek.

Double T Notch-filter | Dubbele inkepingsfilter

Double T notch-filter of Twin T-filter is een bijgewerkte versie van het T-netwerk. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn hier twee T-netwerken verbonden om een ​​notch-filter te vormen. Eén netwerk bestaat uit RCR-componenten. Een andere is van CRC-componenten.

Crossover-inkepingsfilter

Crossover-notch-filters kunnen worden beschreven als een reeks aangesloten notch-filters. Deze filters zijn zo ontworpen dat de driverresonantie uit de filternetwerken wordt geëlimineerd.

Serie notch-filter

Serie notch-filters worden gebruikt om de resonantie van de driver te elimineren. Serie notch-filters zijn ontworpen met behulp van condensator, weerstand en een inductor. Alle componenten zijn in serie geschakeld en de driver is er parallel mee geschakeld.

Parallelle inkepingsfilter

Parallelle notch-filters zijn speciaal ontworpen om significante ongewenste pieken in de respons van de driver te elimineren. Dit filter is vergelijkbaar omdat alle basiselementen parallel zijn geschakeld, in tegenstelling tot het serie-notch-filter.

Hoge Q-inkepingsfilter

High Q notch-filters zijn populair omdat ze een grote diepte in afwijzing bieden. Over het algemeen worden Twin T-notch-filters gebruikt om een ​​hoge q-waarde en meer diepte te krijgen - de Q-waarde verandert van normaal 0.3 tot 50 voor een Twin T-filter.

Sallen key-notch-filter

Sallen Key is een topologie voor het ontwerpen van filtercircuits van hogere orde. Met behulp van deze topologie kunnen ook notch-filters worden gemaakt. De topologie wordt ook wel spanningsgestuurde spanningsbron genoemd. RP Sallen en EP Key begonnen er voor het eerst mee in het jaar 1955. Daarom is de topologie naar hen vernoemd.

Butterworth notch-filter

Butterworth-filters bieden de vlakst mogelijke frequentierespons. Dus nu, als een notch-filter is ontworpen om een ​​vlakke respons te geven, dan wordt het notch-filter een Butterworth notch-filter genoemd.

AM Notch-filter

AM Notch-Filter of Amplitude Modulatie Notch-filter is ontworpen om de emissie van een zendstation te meten met behulp van een spectrumanalysator. AM Notch-filter is erg handig voor AM-radiocommunicatiestations wanneer er andere torens in de buurt zijn. Dit komt omdat het alleen AM-band EAS-ontvangst kan toestaan ​​terwijl de andere sterke velden aanwezig zijn.

Dynamische notch-filter

Het dynamische filter is een set algoritmen. Eerst vindt het algoritme de ruisfrequenties. Vervolgens worden actieve notch-filters gebruikt om dergelijke ruispieken te elimineren.

Microstrip inkepingsfilter

Zoals we kunnen zien, zijn er verschillende filters op de markt beschikbaar voor verschillende toepassingen. Maar Microstrip notch-filters zijn vooral handig voor draadloze communicatiesystemen.

Analoge notch-filter

Een notch-filter kan worden ingedeeld in het hoofddomein; de ene is analoog, de andere - digitaal. We hebben eerder gesproken over Digital Notch-filter, zoals - IIR, FIR, etc. Analoge notch-filters zijn RLC notch-filters, RC notch-filters, T notch-filters, Twin T notch-filters, etc.

RC Notch-filter

RC notch-filters zijn analoge notch-filters die zijn ontworpen met weerstanden en condensatoren. In dit soort filter kunnen we handmatig waarden van r en c leveren.

IC Notch-filter

LC notch-filters zijn analoge notch-filters die zijn ontworpen met een spoel en condensator. In dit soort filter kunnen we handmatig waarden van L en c leveren.

Arduino Notch-filter

Met Arduino kunnen verschillende digitale filters worden ontworpen. Door de juiste codes te schrijven, kan een ingenieur zelfs Notch-Filter digitaal realiseren. De digitale filtercodes zijn beschikbaar op GitHub. Probeer ze aan te passen om een ​​notch-filter te maken.

Coax stomp Notch-filter

Coax stub-notch-filter is een type notch-filter dat in coaxkabels is ingebouwd om ruis en demping te verwijderen. 'T' coaxiale connector zal erg handig zijn voor het ontwerpen van zo'n filter. De toevoeging van een tweede stub zal zeer nuttig zijn om de situatie te verbeteren. Radio, Televisie centra gebruiken dit filter.

Inkepingsfilter voor FM-uitzendingen

Bijna in elke grote stad is er een grote kans dat men de radiofrequentie van de FM-radiostations kan ontvangen. Het FM-uitzendnotch-filter zorgt voor een demping van 30 dB voor de FM-signalen in het bereik van 88 tot 108 MHz.

GPS Notch-filter

GPS-notch-filters helpen de satellietsignalen op te vangen. De basisregel is echter dat de GPS-module een relatief zwakker signaal van de satelliet zal ontvangen. Dit komt omdat de nabijgelegen torens het inkomende signaal kunnen verstoren.

Het GPS-kerffilter helpt hierbij om het signaal met – 30 dB te verzwakken. Bovendien kan de GPS-module een eerlijkere band van de satelliet ontvangen.

Bainter Notch-filter

Bainter notch-filter is niets anders dan een basis notch-filter. Een notch-filter bestaande uit een laagdoorlaatfilter, een hoogdoorlaatfilter en een opteller om de uitgangsfrequentierespons te krijgen, kan een Bainter Notch-filter worden genoemd.

Breedband notch-filter

Als een bandafwijzingsfilter een breedbandfrequentie als operationele band heeft, dan is het filter technisch gezien een breedbandfilter. Als het band-reject-filter een smalle frequentieband heeft, staat het filter bekend als het Notch-filter. Een Notch-filter kan dus geen breedband notch-filter zijn. Het is technisch onmogelijk.

Eagle notch-filter

Een QAM-notch-filter is gebaseerd op het concept van fase-onderdrukking. Eagle Comtronics Inc ontwerpt dit smalle netwerk. Daarom zijn QAM notch-filters populair als Eagle Notch-Filter.

Kristal inkeping filter

Notch-Filters kunnen ook worden ontworpen met behulp van kristallen. Een kristal heeft een zeer hoge kwaliteitsfactor. Een kristalnotch-filter is handig voor het maken van een notch-filter met een zeer smalle band.

Pieknotch-filter

Het is een digitaal notch-filter. Het filter kan elk kanaal van een ingangssignaal weerstaan ​​voor een bepaalde middenfrequentie en een bandbreedte van 3 dB.

Smalle inkeping filter | Smalle band Notch-filter

Notch-filters verwerpen een zeer scherpe frequentieband en zeggen een zeer smalle frequentieband. Daarom worden notch-filters vaak smalle notch-filters genoemd.

TV-zender Notch-filter | TV Notch-filter | Kabel Notch-filter

De tv-notch-filters helpen het modulatieprobleem op te lossen dat zich in de transmissielijn kan voordoen. Het tv-notch-filter kan ruimte maken voor het gemoduleerde kanaal zodra het in de wachtrij is geïnstalleerd. Het filter voorkomt ook reverse broadcasting naar de coaxkabel. De toenemende bandbreedte verhoogde nu de vraag naar notch-filters voor kabeltelevisie.

MNE Notch-filter

MNE is populaire software die ons een platform biedt om verschillende elektronische instrumenten te bouwen. We kunnen bijvoorbeeld bepaalde notch-filters in het MNE-platform ontwerpen door een specifieke code te schrijven.

Tegenovergestelde van Notch-filter

Notch-filters verwerpen de zeer smalle bandbreedte van signalen en laten andere componenten van dat signaal toe. Dezelfde maar tegengestelde taak wordt uitgevoerd door banddoorlaatfilters. De banddoorlaatfilters laten een bepaalde frequentieband door en blokkeren verschillende delen van het signaal.

Automatisch Notch-filter

Een automatisch notch-filter is iets dat zowel de middenfrequentie als de Q-waarde naar behoefte kan veranderen. Verschillende mechanische systemen gebruiken dit soort filters.

Gaussiaanse Notch-filter

Een Gaussiaans notch-filter is een digitaal filter. Dit filter wordt gebruikt om ruis uit verschillende digitale afbeeldingen te verwijderen. De specialiteit van het filter maakte het populair en wordt zowel in meerdere toepassingen als bij verschillende onderzoeksbureaus gebruikt.

Inkepingsfilterparameters

Er zijn enkele parameters om de nauwkeurigheid van het notch-filter te meten. Een van de belangrijkste daarvan is de Q-factor of Q (details hierboven). Een andere is de diepte van de output. Tot slot is de bandbreedte ook een van de parameters.

Notch filter impulsrespons Not

De volgende afbeelding toont een impulsrespons met een notch-filter.

Inkepingsfilter

Tweede orde Notch filter overdrachtsfunctie

De volgende uitdrukking toont de overdrachtsfunctie van de tweede orde notch-filter.

Inkepingsfilter