Какво е високочестотен филтър?

"Високопропусклив филтър е точно обратното на веригата на нискочестотния филтър, тъй като двата компонента са разменени с изходния сигнал на филтрите, който сега се взема от целия резистор wтук като нискочестотен филтър позволява само сигналите да преминават под неговата честота на пресечена честота, ƒc, веригата на пасивния високочестотен филтър, както показва името му, само предава сигнали над избраната точка на изключване, cutc елиминирайки всички нискочестотни сигнали от формата на вълната. ----- FMUSER"

съдържание

1) Високочестотната верига на филтъра

2) Честотна характеристика на високочестотен филтър от 1-ва поръчка

3) Честота на изключване и смяна на фазите

4) Пример за високочестотен филтър №1

5) Втори ред високочестотен филтър

6) Обобщение на филтъра за високопропускане

7) RC диференциал

Високочестотната верига на филтъра

При това разположение на веригата реактивността на кондензатора е много висока при ниски честоти, така че кондензаторът действа като отворена верига и блокира всички входни сигнали във VIN, докато се достигне точката на прекъсване на честотата (ƒC). 

Над тази пресечена честотна точка реактивността на кондензатора се е намалила достатъчно, за да действа по-скоро като късо съединение, позволяващо целият входен сигнал да преминава директно към изхода, както е показано по-долу в кривата на реакцията на филтрите.

Вижте също: >> Какво е нискочестотен филтър и как да се изгради нискочестотен филтър? 

Честотна характеристика на високочестотен филтър от 1-ва поръчка

Кривата на Bode Plot или честотна реакция по-горе за пасивен високочестотен филтър е точно обратната на тази на нискочестотен филтър. Тук сигналът се затихва или заглушава при ниски честоти, като изходът се увеличава при + 20 dB / десетилетие (6 dB / октава), докато честотата достигне граничната точка (ƒc), където отново R = Xc. 

Той има крива на реакция, която се простира от безкрайност до граничната честота, където амплитудата на изходното напрежение е 1 / √2 = 70.7% от стойността на входния сигнал или -3dB (20 log (Vout / Vin)) на входа стойност.

Също така можем да видим, че фазовият ъгъл (Φ) на изходния сигнал води до този на входа и е равен на + 45o при честота ƒc. Кривата на честотната характеристика на този филтър предполага, че филтърът може да предава всички сигнали до безкрайност. На практика обаче реакцията на филтъра не се простира до безкрайност, а е ограничена от електрическите характеристики на използваните компоненти.

Точката на прекъсване на честотата на филтър за първи пропуск от първи ред може да се намери със същото уравнение като това на нискочестотния филтър, но уравнението за фазовото изместване се променя леко, за да отчита положителния фазов ъгъл, както е показано по-долу.

Вижте също: >> Как да проектираме нискочестотен филтър - Субуфер?

Честота на изключване и смяна на фазите

 

Коефициентът на усилване на веригата, Av, който се дава като Vout / Vin (величина) и се изчислява като:

Пример за високочестотен филтър №1
Изчислете честотата на прекъсване или точка на прекъсване (ƒc) за обикновен пасивен високочестотен филтър, състоящ се от 82pF кондензатор, свързан последователно с резистор 240kΩ.

Втори ред високочестотен филтър
Отново, както при нискочестотните филтри, етапите на високочестотен филтър могат да се каскадират заедно, за да образуват втори ред (двуполюсен) филтър, както е показано.

 

Горната верига използва два филтъра от първи ред, свързани или каскадни заедно, за да образуват мрежа от втори ред или двуполюсна високопроходима мрежа. Тогава етапът на филтър от първи ред може да бъде преобразуван във тип от втори ред чрез просто използване на допълнителна RC мрежа, същата като при филтъра за нисък пропуск от втори ред. Получената верига от високочестотни филтри от втори ред ще има наклон от 2 dB / десетилетие (40 dB / октава).

Както при нискочестотния филтър, честотата на изключване ƒc се определя както от резисторите, така и от кондензаторите, както следва.

На практика каскадните пасивни филтри заедно за създаване на филтри с по-голям ред е трудно да се изпълнят точно, тъй като динамичният импеданс на всяка поръчка на филтри засяга съседната му мрежа. Въпреки това, за да намалим ефекта на натоварване, можем да направим импеданса на всеки следващ етап 10x предходния етап, така че R2 = 10 * R1 и C2 = 1/10 от C1.

Вижте също: >> Нискочестотни филтри: това е, което имате и правите с него! 

Обобщение на филтъра за високопропускане
Ние видяхме, че пасивният филтър за високопропускане е точно обратното на нискочестотния филтър. Този филтър няма изходно напрежение от DC (0Hz), до определена точка на честота на изключване (ƒc). Тази долна честота на прекъсване е 70.7% или -3 dB (dB = -20log VOUT / VIN) от усилването на напрежението, което е позволено да премине.

Честотният обхват „под“ тази точка на прекъсване ƒc обикновено е известен като Stop Band, докато честотният обхват „над“ тази точка на прекъсване обикновено е известен като Pass Band.

Преходната честота, ъгловата честота или -3dB точка на високочестотен филтър могат да бъдат намерени, използвайки стандартната формула на: ƒc = 1 / (2πRC). Фазовият ъгъл на получения изходен сигнал при ƒc е + 45o. По принцип високочестотният филтър е по-малко изкривен от неговия еквивалентен нискочестотен филтър поради по-високите работни честоти.

Много често приложение на този тип пасивен филтър е в аудио усилвателите като свързващ кондензатор между два етапа на аудио усилвател и в високоговорителните системи за насочване на сигналите с по-висока честота към по-малките високоговорители тип „пищялка“, докато блокира ниските басови сигнали или са също се използва като филтри за намаляване на нискочестотен шум или изкривяване на типа „тътен“. 

Когато се използва по този начин в аудио приложения, високочестотният филтър понякога се нарича филтър „нисък разрез“ или „бас нарязан“.

Изходното напрежение Vout зависи от времевата константа и честотата на входния сигнал, както се вижда по-рано. При променлив синусоидален сигнал, приложен към веригата, той се държи като обикновен високочестотен филтър от първи ред. Но ако променим входния сигнал на сигнала с форма на квадратна вълна, който има почти вертикален стъпков вход, отговорът на веригата се променя драстично и създава схема, известна обикновено като диференциатор.

Вижте също: >> Урок за основите на RF филтъра 

RC диференциал

Досега формата на входната вълна към филтъра се приема като синусоидална или на синусоидалната вълна, състояща се от основен сигнал и някои хармоници, работещи в честотната област, което ни дава честотен отговор за филтъра. Ако обаче захранваме високочестотния филтър със сигнал с квадратна вълна, работещ във времевата област, даващ импулсен или стъпаловиден отговор, изходната вълнова форма ще се състои от краткотраен импулс или шипове, както е показано.

RC диференциален верига

Всеки цикъл на входната форма на квадратна вълна произвежда два шипа на изхода, един положителен и един отрицателен и чиято амплитуда е равна на тази на входа. Скоростта на затихване на шиповете зависи от времевата константа, (RC) стойността на двата компонента, (t = R x C) и стойността на входната честота. Изходните импулси наподобяват все повече формата на входния сигнал с увеличаването на честотата.

Може да харесате още:

Каква е разликата между AM и FM?

Какво е FM (честотна модулация)?

Какво е разликата между А и FM радио сигнали?

Честотна модулация Предимства и недостатъци

AM приемник срещу FM приемник | Разлика между AM приемник и FM приемник

Остави съобщение 

Списък на ЛС