- charakteristikos
- Pirmos eilės filtrai
- Žemų dažnių filtrai
- Aukšto pralaidumo filtrai
- Antros eilės filtrai
- Programos
- Nuorodos
Aktyvūs filtrai yra tie, kurie turi kontroliuojamus šaltinius arba aktyvius elementus, tokius kaip operaciniai stiprintuvai, tranzistoriai ar vakuuminiai vamzdžiai. Per elektroninę grandinę filtras leidžia atlikti perdavimo funkcijos, kuri keičia įvesties signalą ir suteikia išėjimo signalą pagal modelį, modeliavimą.
Elektroninio filtro konfigūracija paprastai yra selektyvi, o atrankos kriterijus yra įvesties signalo dažnis. Dėl to, kas išdėstyta aukščiau, priklausomai nuo grandinės tipo (nuosekliai arba lygiagrečiai), filtras leis praeiti tam tikrus signalus ir blokuos likusiųjų praėjimą.
Tokiu būdu išėjimo signalas bus apibūdinamas taip, kad bus patobulintas pagal filtrą sudarančios grandinės projektinius parametrus.
charakteristikos
- Aktyvūs filtrai yra analoginiai filtrai, o tai reiškia, kad jie modifikuoja analoginį signalą (įvestį) kaip dažnio komponentų funkciją.
- Dėl aktyvių komponentų (operacinių stiprintuvų, vakuuminių vamzdžių, tranzistorių ir kt.) Šio tipo filtrai padidina sekciją arba visą išėjimo signalą, atsižvelgiant į įvesties signalą.
Taip yra dėl galios stiprinimo naudojant operacinius stiprintuvus (OPAMS). Tai leidžia lengviau gauti rezonansą ir aukštos kokybės koeficientą, nereikia naudoti induktorių. Savo ruožtu kokybės faktorius, taip pat žinomas kaip Q faktorius, yra rezonanso aštrumo ir efektyvumo matas.
- Aktyvūs filtrai gali sujungti aktyvius ir pasyvius komponentus. Pastarosios yra pagrindinės grandinių dalys: rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai.
- Aktyvūs filtrai suteikia galimybę kaskadinėms jungtims, yra sukonfigūruoti taip, kad sustiprintų signalus ir prireikus leistų integruoti dvi ar daugiau grandinių.
- Jei grandinėje yra operaciniai stiprintuvai, grandinės išėjimo įtampą riboja šių elementų soties įtampa.
- Priklausomai nuo grandinės tipo ir aktyviųjų bei pasyviųjų elementų vardų, aktyvusis filtras gali būti suprojektuotas taip, kad būtų užtikrinta aukšta įėjimo varža ir maža išėjimo varža.
- Aktyvių filtrų gamyba yra ekonomiška, palyginti su kitų rūšių agregatais.
- Kad veiktų, aktyviems filtrams reikalingas maitinimas, geriausia - simetriškas.
Pirmos eilės filtrai
Pirmos eilės filtrai yra naudojami signalams, kurie yra aukščiau ar žemiau atmetimo laipsnio, susilpninti, padauginus iš 6 decibelų kiekvieną kartą, kai dažnis yra dvigubinamas. Tokio tipo sąranką paprastai apibūdina ši perkėlimo funkcija:
Suskaidydami posakio skaitiklį ir vardiklį, turime:
- N (jω) yra polinomas, kurio laipsnis ≤ 1
- t yra filtro kampinio dažnio atvirkštinė vertė
- W c yra kampinis dažnis filtro, ir yra apskaičiuojamas pagal šią lygtį:
Šioje išraiškoje f c yra filtro ribinis dažnis.
Išjungimo dažnis yra filtro, kuriam sukelti signalo slopinimas, yra ribinis dažnis. Priklausomai nuo filtro konfigūracijos (žemo pralaidumo, aukšto pralaidumo, pralaidumo praleidimo ar pašalinimo juostų), filtro konstrukcijos poveikis pateikiamas tiksliai nuo ribinio dažnio.
Pirmosios eilės filtrais tai gali būti tik žemo arba aukšto pralaidumo filtrai.
Žemų dažnių filtrai
Šio tipo filtrai leidžia pravažiuoti žemesniems dažniams ir susilpnina arba slopina aukštesnius nei ribinis dažnis.
Žemųjų dažnių filtrų perdavimo funkcija yra tokia:
Šios perdavimo funkcijos amplitudė ir fazinis atsakas yra:
Aktyvus žemų dažnių filtras gali atlikti projektavimo funkciją, naudodamas įvesties ir įžeminimo rezistorius, kartu su optiniais stiprintuvais ir lygiagrečiomis kondensatorių ir rezistorių konfigūracijomis. Žemiau pateiktas aktyvios žemųjų dažnių keitiklio grandinės pavyzdys:
Šios grandinės perdavimo funkcijos parametrai yra šie:
Aukšto pralaidumo filtrai
Savo ruožtu aukšto pralaidumo filtrai turi priešingą efektą, palyginti su žemų pralaidumų filtrais. Kitaip tariant, tokio tipo filtrai silpnina žemuosius dažnius ir leidžia aukštuosius dažnius praeiti.
Netgi atsižvelgiant į grandinės konfigūraciją, aktyvūs aukšto dažnio filtrai gali sustiprinti signalus, jei jie turi specialiai tam skirtus operacinius stiprintuvus. Pirmos eilės aktyvaus aukšto dažnio filtro perdavimo funkcija yra tokia:
Sistemos amplitudė ir fazinis atsakas yra:
Aktyvus aukšto pralaidumo filtras grandinės įvade naudoja nuosekliai rezistorius ir kondensatorius, taip pat rezistorių, esantį iškrovos kelyje į žemę, kad būtų naudojamas kaip grįžtamasis ryšys. Čia yra aktyvios aukšto dažnio keitiklio grandinės pavyzdys:
Šios grandinės perdavimo funkcijos parametrai yra šie:
Antros eilės filtrai
Antros eilės filtrai paprastai gaunami jungiant pirmos eilės filtrų jungtis nuosekliai, kad būtų gautas sudėtingesnis mazgas, leidžiantis pasirinktinai sureguliuoti dažnius.
Bendroji antros eilės filtro perdavimo funkcijos išraiška yra:
Suskaidydami posakio skaitiklį ir vardiklį, turime:
- N (jω) yra polinomas, kurio laipsnis ≤ 2.
- W o yra filtro kampinis dažnis, apskaičiuojamas pagal šią lygtį:
Šioje lygtyje f o yra būdingas filtro dažnis. Jei yra RLC grandinė (varža, induktorius ir kondensatorius nuosekliai), būdingas filtro dažnis sutampa su filtro rezonansiniu dažniu.
Savo ruožtu, rezonansinis dažnis yra dažnis, kuriuo sistema pasiekia savo maksimalų virpesių laipsnį.
- ζ yra slopinimo koeficientas. Šis faktorius apibūdina sistemos galimybę slopinti įvesties signalą.
Savo ruožtu iš slopinimo koeficiento filtro kokybės koeficientas gaunamas šia išraiška:
Priklausomai nuo grandinės varžų projekto, antros eilės aktyvūs filtrai gali būti: žemo pralaidumo, aukšto pralaidumo ir pralaidumo pralaidumo filtrai.
Programos
Aktyvieji filtrai naudojami elektros tinkluose, siekiant sumažinti trikdžius tinkle dėl netiesinių apkrovų sujungimo.
Šiuos trikdžius galima pašalinti derinant aktyvius ir pasyvius filtrus ir keičiant įvesties varžą bei RC parametrus visame mazge.
Elektros energijos tinkluose aktyvūs filtrai naudojami siekiant sumažinti srovės harmoniką, cirkuliuojančią per tinklą tarp aktyvaus filtro ir elektros energijos generavimo mazgo.
Taip pat aktyvūs filtrai padeda subalansuoti grįžtamąsias sroves, cirkuliuojančias per neutralią, ir harmonikas, susijusias su šiuo srovės srautu ir sistemos įtampą.
Be to, aktyvūs filtrai vaidina puikų vaidmenį koreguojant sujungtų elektros sistemų galios koeficientą.
Nuorodos
- Aktyvūs filtrai (sf). Tachira nacionalinis eksperimentinis universitetas. Táchira valstija, Venesuela. Atkurta iš: unet.edu.ve
- Lamich, M. (2001). Aktyvūs filtrai: Įvadas ir programos. Katalonijos universitetinė universitetas, Ispanija. Atkurta iš: crit.upc.edu
- Miyara, F. (2004). Aktyvūs filtrai. Nacionalinis Rosario universitetas. Argentina. Atkurta iš: fceia.unr.edu.ar
- Gimenezas, M (sf). Grandinės teorija II. Simono Bolivaro universitetas. Mirandos valstija, Venesuela. Atkurta iš: labc.usb.ve
- Vikipedija, nemokama enciklopedija (2017). Aktyvus filtras. Atkurta iš: es.wikipedia.org
- Vikipedija, nemokama enciklopedija (2017). Elektroninis filtras. Atkurta iš: es.wikipedia.org