וואָס איז הויך פּאַס פילטער: ארבעטן און זייַן אַפּלאַקיישאַנז

פילטערס זענען די עלעקטראָניש סערקאַץ וואָס לאָזן באַזונדער אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ און פאַרמינערן די אַנוואָנטיד אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ פון אַ אַרייַנשרייַב סיגנאַל. די זענען געפֿונען אין פאַרשידן עלעקטראָניש אַפּלאַקיישאַנז צו לאָזן אַ ספּעציפיש קייט פון פריקוואַנסיז פון אַ סיגנאַל. בייסיקלי, פילטערס זענען צעטיילט אין צוויי טייפּס באזירט אויף די טיפּ פון קאַמפּאָונאַנץ געניצט אין דיזיינינג און אָפּעראַציע. זיי זענען פּאַסיוו פילטערס און אַקטיוו פילטערס. דעפּענדינג אויף די קייט פון פריקוואַנסיז, פילטערס זענען קאַטאַגערייזד אין 4 טייפּס. זיי זענען נידעריק פּאַס פילטערס, הויך פּאַס פילטערס, באַנד פּאַס פילטערס און באַנד סטאָפּ פילטערס. דער אַרטיקל באשרייבט די הויך פּאַס פילטער, וואָס קענען זיין געוויינט ווי אַקטיוו פילטער און פּאַסיוו פילטער. וואָס איז אַ הויך פּאַס פילטער? סיגנאַל, איז באקאנט ווי הויך פּאַס פילטער. עס קענען לאָזן די הויך-אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ גרעסער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט און אָפּוואַרפן אַלע אנדערע אַנוואָנטיד אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ פון אַ סיגנאַל. די טייפּס פון פילטערס זענען געפֿונען אין פאַרשידן רף סערקאַץ און סיגנאַל פּראַסעסינג סיסטעמען. אין פיר, דעם פילטער וועט לאָזן נידעריקער פריקוואַנסיז פון אַ סיגנאַל, וואָס איז נידעריקער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט. הויך קרייַז פילטער קרייַז דעם קרייַז איז די זעלבע ווי מיט אַ נידעריק פאָרן פילטער קרייַז, אַחוץ אַז די קאַמפּאָונאַנץ רעסיסטאָר און קאַפּאַסאַטער זענען ינטערטשאַנגעד ווי געוויזן אין די פיגורע אונטן.הויך פּאַס פילטער סירקויט צוויי פּאַסיוו עלעמענטן רעסיסטאָר און קאַפּאַסאַטער זענען קאָננעקטעד אין סעריע קאָמבינאַציע צו לאָזן די פריקוואַנסיז העכער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט פון אַ סיגנאַל. דער רעזולטאַט וואָולטידזש פון אַ סיגנאַל איז באקומען אַריבער די רעסיסטאָר דורך אַפּלייינג אַרייַנשרייַב וואָולטידזש אַריבער די קאַפּאַסאַטער. דער טיפּ פון פילטער איז אונטער דער ערשטער סדר הויך פאָרן פילטער קרייַז. די צווייטע סדר HPF איז גאָרנישט אָבער אַ קאַסקיידינג פון צוויי RC הויך פאָרן פילטער סערקאַץ אין סעריע. די פאַרגרעסערן אין געווינען פון די פּאַסבאַנד אין די רגע-סדר הפּף וועט זיין אין אַ קורס פון +40דב / יאָרצענדלינג. רעסיסטאָר און ינדוקטאָר (פּאַסיוו RL HPF) באזירט אויף די אַפּלאַקיישאַן. די פּאַסיוו RC HPF איז געניצט פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז אין אַודיאָ אָדער נידעריק-אָפטקייַט ריינדזשאַז. די פּאַסיוו RL HPF סערקאַץ זענען געניצט פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז אין רף אָדער הויך-אָפטקייַט ריינדזשאַז. דער הויפּט מייַלע איז, עס איז ניט דאַרפֿן צו צולייגן קיין פונדרויסנדיק מאַכט צושטעלן אָדער קיין אַמפּלאַפאַקיישאַן קאַמפּאָונאַנץ. די פּאַסיוו רק הפּף איז אַ פּשוט רק הפּף קרייַז ווי געוויזן אין די אויבן פיגור. די קאַפּאַסאַטער און רעסיסטאָר זענען פארבונדן אין סעריע ווו די רעזולטאַט וואָולטידזש איז דעוועלאָפּעד אַריבער די רעסיסטאָר. רעכט צו דער רעאַקטאַנס פון די קאַפּאַסאַטער, דער פילטער אַלאַוז בלויז הויך פריקוואַנסיז פון אַ סיגנאַל גרעסער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט און בלאַקס די נידעריקער פריקוואַנסיז פון אַ סיגנאַל אונטער די אָפּשניט אָפטקייַט. טשאַראַקטעריסטיקס די הויך פאָרן פילטער קעראַקטעריסטיקס זענען דערקלערט אין טערמינען פון אָפטקייַט ענטפער און פאַסע יבעררוק פון אַ רעזולטאַט סיגנאַל. פון אַ סיגנאַל, וואָס זענען נידעריקער ווי די שנייַדן-אַוועק אָפטקייַט. די ידעאַל טשאַראַקטעריסטיקס פון אַ HPF זענען געוויזן אונטן. די פּאַסבאַנד איז ריפערד צו ווי די HPF אַלאַוז די העכער פריקוואַנסיז וואָס זענען גרעסער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט. דער פילטער אַטטענואַטעס די נידעריק פריקוואַנסיז, וואָס איז ריפערד צו ווי די סטאָפּבאַנד.ידעאַל טשאַראַקטעריסטיקס פון הויך פּאַס פילטער פרעקווענסי רעספּאָנסע די אָפטקייַט פון אַ רעזולטאַט סיגנאַל איז גלייַך פּראַפּאָרשאַנאַל צו די געווינס. ווי די אָפטקייַט ינקריסיז, די געווינען ינקריסיז. די אָפטקייַט ענטפער פון אַ רק הויך פאָרן פילטער דעפּענדס אויף די רעאַקטאַנס פון אַ קאַפּאַסאַטער. אין נידעריק רעאַקטאַנס פון די קאַפּאַסאַטער, די RC הויך פאָרן פילטער אַלאַוז די הויך-אָפטקייַט קאַמפּאָונאַנץ פון אַ סיגנאַל, דאָס הייסט, גרעסער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט. אָבער, פּראַקטאַקלי, די RC הויך פאָרן פילטער אַלאַוז נידעריק פריקוואַנסיז אונטער זיין אָפּשניט אָפטקייַט. דער געווינס פון די RC הויך פאָרן פילטער ווערט אחדות ווען די רעאַקטאַנס איז נידעריק / נול ביי הויך פריקוואַנסיז. דער רעזולטאַט וואָולטידזש איז די זעלבע ווי דער געגעבן אַרייַנשרייַב וואָולטידזש. צו לאָזן הויך פריקוואַנסיז און אָפּוואַרפן נידעריק פריקוואַנסיז, די קאַפּאַסיטיווע רעאַקטאַנס דיקריסאַז מיט אַ פאַרגרעסערן אין אָפטקייַט, וואָס רעזולטאטן אין ינקריסיז אין רעזולטאַט וואָולטידזש און געווינען. די קאַפּאַסיטיווע רעאַקטאַנס איז געגעבן ווי, Xc = 1/2πfcWhere 'fc' = שנייַדן-אַוועק אָפטקייַט אין Hz'Xc'= קאַפּאַסיטיווע רעאַקטאַנסע די אָפטקייַט ענטפער און פאַסע יבעררוק קעראַקטעריסטיקס פון אַ רק הויך פאָרן פילטער זענען געוויזן אונטן.RC HPF קעראַקטעריסטיקס פֿון די פיגור, מיר קענען אָבסערווירן אַז די נידעריק פריקוואַנסיז זענען אפגעשטעלט / פארווארפן און פאַרגרעסערן די רעזולטאַט וואָולטידזש מיט +20dB / יאָרצענדלינג ווען די אָפטקייַט איז ביי די אָפּשניט אָפטקייַט און R = Xc. די RC הויך פאָרן פילטער אַלאַוז די הויך פריקוואַנסיז (פון אָפּשניט אָפטקייַט צו ומענדיקייַט) ווען די רעזולטאַט וואָולטידזש איז 0.7071 אָדער 70.71% פון זייַן אַרייַנשרייַב וואָולטידזש, ד"ה ביי -3dB אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט לעוועלס (דורך קאַלקיאַלייטינג 20 קלאָץ וואָוט / ווין). אַז מיטל די אָפטקייַט ענטפער פון אַ HPF איז, הויך-אָפטקייַט סיגנאַלז זענען ערלויבט פון שנייַדן-אַוועק אָפטקייַט צו ינפיניטי. ביי די שנייַדן-אַוועק אָפטקייַט, די פאַסע יבעררוק פון די אַרייַנשרייַב סיגנאַל און רעזולטאַט סיגנאַל זענען די זעלבע הייסט ביי 45 °. ווען די אָפטקייַט פון אַ סיגנאַל איז גרעסער ווי די אָפּשניט אָפטקייַט, די פאַסע ווינקל איז נול. דאָס מיטל אַז דער רעזולטאַט סיגנאַל איז אין אַ פאַסע מיט די אַרייַנשרייַב סיגנאַל ביי הויך פרעקווענסיעס. די צייט צו טשאַרדזשינג און אָפּזאָגן פון אַ קאַפּאַסאַטער איז אויסגעדריקט אין די פאָרעם פון אַ קעסיידערדיק צייט, דינאָוטאַד דורך 'τ'. די צייט קאַנסטאַנט פון אַ RC הויך פאָרן פילטער איז געגעבן ווי τ = RC = 1/2πfcω = 1/τ = 1/RC. געגעבן Φ=tan-1 (2/1πfRC) ווו 'fc' = דורכשניט אָפטקייַט אין Hz'f' = אַפּערייטינג אָפטקייַט אין Hz'R' = ווערט פון קעגנשטעל אין ohms'C'= ווערט פון די קאַפּאַסאַטער אין Farads High Pass פילטער ניצן אָפּ-אַמפּ די הויך פאָרן פילטער ניצן אָפּ-אַמפּ איז זייער גרינג צו פּלאַן און ינסטרומענט ווייַל עס ניצט לימיטעד קיין. פון עלעקטראָניש קאַמפּאָונאַנץ און רימוווז ראַש און ברומען. די קרייַז דיאַגראַמע פון ​​די הויך פאָרן פילטער מיט אָפּ-אַמפּ איז געוויזן אונטן. די פּאַסיוו RC HPF איז פארבונדן צו די ניט-ינווערטינג אָפּ-אַמפּ פֿאַר אַמפּלאַפאַקיישאַן און וואָולטידזש געווינען קאָנטראָל.הויך פּאַס פילטער ניצן אָפּ-אַמפּ די רעזולטאַט איז לימיטעד דורך די אָפֿן-שלייף קעראַקטעריסטיקס פון די אָפּ-אַמפּ. דער רעזולטאַט פון די RC HPF איז געווענדט צו אַן אָפּ-אַמפּ פֿאַר אַמפּלאַפאַקיישאַן און קאָנטראָל פון די וואָולטידזש געווינען פון די רעזולטאַט סיגנאַל. /fc)/√(1+(f/fc)2) ווו אַוו= וואָולטידזש געווינען אין דב= 1+ר2/ר1אַף = פּאַסבאַנד גיינזפק= דורכשניט אָפטקייַט אין הזף = אַפּערייטינג אָפטקייַט אין הז ווען f <פק (נידעריק פריקוואַנסיז) , דעמאָלט Vout/Vin < AfWhen f = fc (ביי די אָפּשניט אָפטקייַט), דעמאָלט Vout/Vin=Af/2 ^½ = 0.7071AfWhen f > fc (הויך פריקוואַנסיז), דעמאָלט Vout/Vin = AfThe פארמאכט-שלייף באַנדווידט פון די אָפּ-אַמפּ דאַטערמאַנז די העכסטן אָפטקייַט פון די HPF, וואָס האט די קעסיידערדיק פּאַסבאַנד געווינען Af. די מאַגנאַטוד פון די וואָולטידזש געווינען איז געגעבן asAv (dB) = 20 log (Vout / Vin) -3dB = 20 log (0.707 Vout / Vin )אַקטיווע הויך פּאַס פילטער אויב די RC הויך פּאַס פילטער איז פארבונדן צו די אַקטיוו עלעמענט ווי אָפּ-אַמפּ צו לאָזן די הויך פריקוואַנסיז און אָפּוואַרפן די נידעריק פריקוואַנסיז, עס איז גערופן אַן אַקטיוו HPF. די אָפטקייַט ענטפער און פאַסע יבעררוק פון די אַקטיוו HPF זענען די זעלבע ווי די RC HPF. דער ציל פון די אַקטיוו הויך פאָרן פילטער איז צו קאָנטראָלירן די וואָולטידזש געווינען און פאַרגרעסערן די רעזולטאַט סיגנאַל. די קרייַז דיאַגראַמע פון ​​די אַקטיוו הויך פאָרן פילטער פֿאַר אַמפּלאַפאַקיישאַן איז געוויזן אונטן.אַקטיוו HPF פֿאַר אַמפּלאַפאַקיישאַן די RC HPF קרייַז איז פארבונדן צו די ניט-ינווערטינג אָפּ-אַמפּ. דער רעזולטאַט און די אָפּשניט אָפטקייַט פון די פּאַסיוו הויך פאָרן פילטער איז קאַנטראָולד דורך די אָפּ-אַמפּ. וווּ די באַנדווידט און די קעראַקטעריסטיקס פון אָפּ-אַמפּ באַשטימען די דורכשניט אָפטקייַט. דעם טיפּ פון פילטער אקטן ווי אַ באַנדפּאַס פילטער. דער אָפּ-אַמפּ ינקריסיז די אַמפּליטוד פון די רעזולטאַט סיגנאַל און די רעזולטאַט וואָולטידזש געווינען פון די פּאַסבאַנד איז געגעבן ווי 1+ר2/ר1, וואָס איז די זעלבע ווי די נידעריק פאָרן פילטער. באַטראַכטן אַ פּאַסיוו RC HPF קרייַז ווי געוויזן אויבן. פֿון די אויבן קרייַז, Vo = רעזולטאַט וואָולטידזש אַריבער די רעסיסטאָר ווי = אַרייַנשרייַב וואָולטידזש געווענדט אַריבער די קאַפּאַסאַטער דורך גענומען די Laplace Transform ביי ביידע אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט זייַט, H (s) = Vₒ (s) / Vᵢ(s)H(s)=R/(R+(1/sC)) די אויבן יקווייזשאַן ווערט,H(s)=sCR/(1+sCR) דורך סאַבסטיטוטינג s=jw אין די אויבן יקווייזשאַן H(jω)=jωCR /(1+דזשωCR) דערנאָך די יקווייזשאַן ווערט די גרייס פון די HPF אַריבערפירן פֿונקציע איז רעפּריזענטיד ווי|H(jω)|=ωCR/√(1+(ωCR)^2)אויב ω = 0, דעמאָלט די HPF אַריבערפירן פֿונקציע = 0אויב ω = 1 / CR, דעמאָלט די HPF אַריבערפירן פונקציע = 0.707 אויב ω = ומענדיקייַט, די HPF אַריבערפירן פֿונקציע = 1 דערפאר די אויבן אַריבערפירן פונקציאָנירן קעראַקטעריסטיקס ווייַזן אַז די פּאַסיוו RC הויך פאָרן פילטער קענען לאָזן די הויך פריקוואַנסיז פון דורכשניט אָפטקייַט צו איך nfinity. דאס הייסט, וועריז פון 0 צו 1 אויב ω וועריז פון 0 צו ומענדיקייַט. Butterworth HPF די בוטטערוואָרטה הויך פאָרן פילטער איז איינער פון די טייפּס פון HPFs, וואָס גיט פלאַך אָפטקייַט ענטפער אין די פּאַסבאַנד. רעכט צו זיין פלאַך אָפטקייַט ענטפער, עס וועט זיין קיין ריפּאַלז. עס איז אויך באקאנט ווי אַ פלאַך-פלאַך פילטער, געניצט אין פאַרשידן אַפּלאַקיישאַנז ווו די פארמאכט-שלייף געווינען פון די פּאַסבאַנד איז אחדות. די קרייַז דיאַגראַמע און אָפטקייַט ענטפער פון דער ערשטער-סדר באַטערוואָרטה הויך פאָרן פילטער איז געוויזן אונטן. די זענען זייער גרינג און פּשוט צו פּלאַן.Butterworth HPF די געווינס ינקריסיז מיט די קורס פון +20dB / יאָרצענדלינג פֿאַר דער ערשטער סדר Butterworth HPF און פֿאַר די רגע-סדר Butterworth HPF, עס וועט זיין +40dB / יאָרצענדלינג.Butterworth HPF קעראַקטעריסטיקס אַפּפּליקאַטיאָנס די אַפּלאַקיישאַנז פון הויך פאָרן פילטערס זענען ספּיקערז פֿאַר ימפּלאַפייינג סיגנאַלז בילד פּראַסעסינג געניצט אין אַמפּלאַפייינג דק קראַנט און אַק קאַפּלינג קאָנטראָל סיסטעמען און אַודיאָ פּראַסעסינג סיסטעמען. - דעפֿיניציע, קרייַז, באַטערוואָרטה הפּף, הפּף ניצן אָפּ-אַמפּ, און זייַן אַפּלאַקיישאַנז. דאָ איז אַ קשיא פֿאַר איר, "וואָס זענען די אַדוואַנטידזשיז און דיסאַדוואַנטידזשיז פון הויך פּאַס פילטערס?"

לאז איבער א מעלדונג 

אַרטיקל ליסטע