Kas yra aukšto dažnio filtras?

Aukšto dažnio filtras yra visiškai priešingas žemųjų dažnių filtrui, nes abu komponentai buvo pakeisti, o filtrų išėjimo signalas dabar imamas iš rezistoriaus wkadangi žemo dažnio filtras leido signalams praeiti tik žemiau jo ribinio dažnio taško ƒc, pasyvus aukšto dažnio filtro kontūras, kaip rodo jo pavadinimas, perduoda signalus tik virš pasirinkto ribinio taško, ƒc pašalindamas visus žemo dažnio signalus iš bangos forma. ----- SUSIDARYKITE"

Turinys

1) Aukšto pralaidumo filtro grandinė

2) Pirmos eilės aukšto dažnio filtro dažnio atsakas

3) Atjungimo dažnis ir fazės poslinkis

4) Aukšto dažnio filtro pavyzdys Nr. 1

5) Antros eilės aukšto dažnio filtras

6) Aukšto dažnio filtro suvestinė

7) RC diferencialas

Aukšto pralaidumo filtro grandinė

Šioje grandinės konstrukcijoje kondensatoriaus reaktyvumas yra labai didelis esant žemiems dažniams, todėl kondensatorius veikia kaip atvira grandinė ir blokuoja bet kokius įvesties signalus VIN, kol bus pasiektas ribinis dažnio taškas (ƒC). 

Virš šio ribinio dažnio taško kondensatoriaus reaktyvumas pakankamai sumažėjo, kad dabar jis veiktų labiau kaip trumpasis jungimas, leidžiantis visą įvesties signalą tiesiogiai perduoti į išėjimą, kaip parodyta filtrų atsako kreivėje.

Taip pat žiūrėkite: >> Kas yra žemųjų dažnių filtras ir kaip sukurti žemų dažnių filtrą? 

Pirmos eilės aukšto dažnio filtro dažnio atsakas

Aukščiau esančio pasyvaus aukšto pralaidumo filtro „Bode“ diagramos arba dažnio atsako kreivė yra visiškai priešinga žemo pralaidumo filtrui. Čia signalas silpninamas arba slopinamas žemu dažniu, kai išėjimas didėja esant + 20dB / Dekada (6dB / Oktavos), kol dažnis pasiekia ribinį tašką (ƒc), kur vėl R = Xc. 

Jis turi atsako kreivę, kuri tęsiasi nuo begalybės iki ribinio dažnio, kur išėjimo įtampos amplitudė yra 1 / √2 = 70.7% įvesties signalo vertės arba -3dB (20 log (Vout / Vin)) įvesties. vertė.

Taip pat matome, kad išėjimo signalo fazės kampas (Φ) veda įėjimo kampą (Φ) ir yra lygus + 45o dažnyje ƒc. Šio filtro dažnio atsako kreivė reiškia, kad filtras gali perduoti visus signalus iki begalybės. Tačiau praktikoje filtro atsakas nesibaigia iki begalybės, bet yra ribojamas naudojamų komponentų elektrinėmis savybėmis.

Pirmos eilės aukšto dažnio filtro ribinis dažnio taškas gali būti randamas naudojant tą pačią lygtį kaip ir žemųjų dažnių filtro, tačiau fazės poslinkio lygtis yra šiek tiek pakeista, kad būtų atsižvelgta į teigiamą fazės kampą, kaip parodyta toliau.

Taip pat žiūrėkite: >> Kaip sukurti žemų dažnių filtrą - žemų dažnių garsiakalbį?

Atjungimo dažnis ir fazės poslinkis

 

Grandinės padidėjimas Av, kuris pateikiamas kaip Vout / Vin (dydis) ir kuris apskaičiuojamas taip:

Aukšto dažnio filtro pavyzdys Nr. 1
Apskaičiuokite ribinį arba „lūžio taško“ dažnį (ƒc) paprastam pasyviam aukšto dažnio filtrui, sudarytam iš 82pF kondensatoriaus, sujungto nuosekliai su 240kΩ rezistoriumi.

Antros eilės aukšto dažnio filtras
Vėlgi, kaip ir žemo pralaidumo filtrų atveju, aukšto pralaidumo filtrų pakopas galima sujungti kaskadomis, kad būtų suformuotas antros eilės (dviejų polių) filtras, kaip parodyta.

 

Aukščiau pateiktoje grandinėje naudojami du pirmosios eilės filtrai, sujungti arba sujungti kartu, kad būtų sudarytas antros eilės arba dviejų polių aukšto dažnio tinklas. Tada pirmosios eilės filtro pakopą galima paversti antrosios eilės tipu, tiesiog naudojant papildomą RC tinklą, tą patį, kaip ir antrosios eilės žemųjų dažnių filtrui. Gautos antros eilės aukšto dažnio filtrų grandinės nuolydis bus 2 dB per dešimtmetį (40 dB / oktavos).

Kaip ir žemo dažnio filtrui, ribinį dažnį ƒc nustato ir rezistoriai, ir kondensatoriai:

Praktiškai sunku tiksliai nustatyti kaskadinius pasyvius filtrus, kad būtų gaunami didesnės eilės filtrai, nes kiekvieno filtrų užsakymo dinaminė varža daro įtaką jo kaimyniniam tinklui. Tačiau, norėdami sumažinti apkrovos efektą, kiekvieno paskesnio etapo varžą 10x galime padaryti ankstesne pakopa, taigi R2 = 10 * R1 ir C2 = 1/10 iš C1.

Taip pat žiūrėkite: >> Žemų dažnių filtrai: tai, ką turite ir ką su tuo darote! 

Aukšto dažnio filtro suvestinė
Mes matėme, kad pasyvus aukšto dažnio filtras yra visiškai priešingas žemųjų dažnių filtrui. Šis filtras neturi išėjimo įtampos nuo nuolatinės (0Hz) iki nurodytos ribos dažnio (ƒc). Šis apatinis ribinis dažnio taškas yra 70.7% arba -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) įtampos padidėjimo, kuriam leidžiama praeiti.

Dažnių diapazonas „žemiau“ šios ribinės vertės ƒc paprastai yra žinomas kaip „Stop Band“, o dažnių diapazonas „virš“ šios ribos yra paprastai žinomas kaip „Pass Band“.

Aukšto dažnio filtro ribinis dažnis, kampinis dažnis arba -3dB taškas gali būti rasti naudojant standartinę formulę: ƒc = 1 / (2πRC). Gauto išėjimo signalo fazinis kampas esant ƒc yra + 45o. Paprastai aukštojo dažnio filtras yra mažiau iškraipomas nei jo ekvivalentinis žemųjų dažnių filtras dėl didesnių veikimo dažnių.

Labai dažnas šio tipo pasyviųjų filtrų pritaikymas yra garso stiprintuvuose kaip jungiamasis kondensatorius tarp dviejų garso stiprintuvo pakopų ir garsiakalbių sistemose nukreipiant aukštesnio dažnio signalus į mažesnio „tweeter“ tipo garsiakalbius, tuo pačiu blokuojant žemuosius boso signalus arba yra taip pat naudojamas kaip filtrai, siekiant sumažinti bet kokį žemo dažnio triukšmą ar „triukšmo“ tipo iškraipymus. 

Panašiai kaip garso įrašų programose, aukšto dažnio filtras kartais vadinamas „žemo pjovimo“ arba „žemų dažnių“ filtru.

Išėjimo įtampa Vout priklauso nuo laiko konstantos ir įvesties signalo dažnio, kaip matyti anksčiau. Kai grandinei taikomas sinusoidinis kintamasis signalas, jis veikia kaip paprastas 1-osios eilės aukšto dažnio filtras. Bet jei pakeisime įvesties signalą į „kvadratinės bangos“ formos signalą, kurio įvestis yra beveik vertikali, grandinės reakcija kardinaliai pasikeičia ir susidaro grandinė, paprastai žinoma kaip diferencialas.

Taip pat žiūrėkite: >> „RF Filter“ pagrindai 

RC diferencialas

Iki šiol buvo manoma, kad įvesties į filtrą bangos forma yra sinusoidinė arba sinusoidės, susidedančios iš pagrindinio signalo ir kai kurių harmonikų, veikiančių dažnio srityje, bangos, suteikiančios mums filtro dažnio srities atsaką. Tačiau jei aukšto dažnio filtrą tiekiame kvadrato bangos signalu, veikiančiu laiko srityje, pateikiant impulsą ar žingsnio atsako įvestį, išėjimo bangos formą sudarys trumpalaikis impulsas arba smaigai, kaip parodyta.

RC diferencialo grandinė

Kiekvienas kvadratinių bangų įvesties bangos ciklas sukuria du smaigalius išėjime, vieną teigiamą ir vieną neigiamą, kurių amplitudė lygi įėjimo amplitudėms. Spyglių skilimo greitis priklauso nuo laiko konstantos, (RC) abiejų komponentų vertės (t = R x C) ir įvesties dažnio vertės. Išėjimo impulsai vis labiau primena įvesties signalo formą didėjant dažniui.

Tau taip pat gali patikti:

Kas yra tarp AM ir FM skirtumas?

Kas yra FM (dažnio moduliacijos)?

Kas yra skirtumai tarp AM ir FM radijo signalų?

Dažnio moduliavimas privalumai ir trūkumai

AM imtuvas vs FM imtuvas | Skirtumas tarp AM ir FM imtuvų

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas