Wat is 'n hoëdeurlaatfilter?

"'N Hoogdeurlaatfilter is presies die teenoorgestelde as die laagdeurlaatfilterkring, aangesien die twee komponente omgeruil is met die uitgangsein van filters wat nou vanaf die weerstand whier as die laagdeurlaatfilter slegs seine onder die afsnyfrekwensiepunt laat beweeg, ƒc, gaan die passiewe hoëdeurlaatfilterkring, soos die naam dit aandui, net seine oor die geselekteerde afsnypunt, ƒc en enige lae frekwensie seine uitskakel die golfvorm. ----- FMUSER"

inhoud

1) Die High Pass-filterbaan

2) Frekwensie-reaksie van 'n High Pass-filter vir die eerste orde

3) Afsny frekwensie en faseverskuiwing

4) High Pass Filter Voorbeeld No1

5) Tweede-orde High Pass-filter

6) Hoë slaagfilteropsomming

7) Die RC Differensiateur

Die High Pass-filterbaan

In hierdie stroombaanopstelling is die reaktansie van die kondensator baie hoog by lae frekwensies, so die kondensator werk soos 'n oop stroombaan en blokkeer enige insetseine by VIN totdat die afsnyfrekwensiepunt (ƒC) bereik word. 

Boven hierdie afsnyfrekwensiepunt het die reaktansie van die kondensator voldoende verminder om nou meer soos 'n kortsluiting te werk, waardeur al die insetseine direk na die uitset kan beweeg, soos hieronder in die filterresponskromme getoon.

Sien ook: >> Wat is Low Pass-filter en hoe kan u 'n Low Pass-filter bou? 

Frekwensie-reaksie van 'n High Pass-filter vir die eerste orde

Die Bode-plot of frekwensie-reaksie kurwe hierbo vir 'n passiewe filter met hoë pas is presies die teenoorgestelde as dié van 'n laagdeurlaatfilter. Hier word die sein verswak of gedemp teen lae frekwensies, met die uitset wat toeneem by + 20dB / dekade (6dB / Octave) totdat die frekwensie die afsnypunt (ƒc) bereik, waar weer R = Xc. 

Dit het 'n responskurwe wat strek vanaf oneindigheid na die afsnyfrequensie, waar die uitsetspanningsamplitude 1 / √2 = 70.7% van die insetwaarde is of -3dB (20 log (Vout / Vin)) van die inset waarde.

Ons kan ook sien dat die fasehoek (Φ) van die uittree-sein die van die inset lei en gelyk is aan + 45o by frekwensie ƒc. Die frekwensietresponsskurwe vir hierdie filter impliseer dat die filter alle seine na die oneindigheid kan oordra. In die praktyk strek die filterrespons egter nie tot oneindig nie, maar word dit beperk deur die elektriese eienskappe van die komponente wat gebruik word.

Die afsnyfrekwensiepunt vir 'n eerste-orde hoëdeurlaatfilter kan gevind word met dieselfde vergelyking as dié van die laagdeurlaatfilter, maar die vergelyking vir die faseverskuiwing word effens aangepas om rekening te hou met die positiewe fasehoek soos hieronder getoon.

Sien ook: >> Hoe kan ek 'n laagdeurlaatfilter ontwerp - subwoofer?

Afsny frekwensie en faseverskuiwing

 

Die kringwins, Av wat gegee word as Vout / Vin (grootte) en word bereken as:

High Pass Filter Voorbeeld No1
Bereken die afsny- of “breekpunt” -frekwensie (ƒc) vir 'n eenvoudige passiewe hoëdeurlaatfilter wat bestaan ​​uit 'n 82pF-kondensator wat in serie met 'n 240kΩ-weerstand gekoppel is.

Tweede-orde High Pass-filter
Net soos by laagdeurlaatfilters, kan die hoogdeurlaatstadiums saamgevoeg word om 'n tweede-orde (tweepolige) filter te vorm soos aangetoon.

 

Bogenoemde stroombaan gebruik twee eerste-orde filters wat aanmekaar gekonnekteer of gekaskadeer is om 'n tweede-orde of tweepaal-hoogdeurnetwerk te vorm. Dan kan 'n eerste-orde filterstadium omskep word in 'n tweede-orde tipe deur eenvoudig 'n addisionele RC-netwerk te gebruik, dieselfde as vir die tweede-orde laagdeurlaatfilter. Die resulterende tweede-orde hoëdeurlaatfilterkringloop sal 'n helling van 2dB / dekade hê (40dB / oktaaf).

Soos met die laagdeurlaatfilter, word die afsnyfrekwensie, ƒc, deur die weerstande en kapasitors soos volg bepaal.

In die praktyk is passiewe filters bymekaar om filters van groter orde te vervaardig, moeilik om akkuraat te implementeer, aangesien die dinamiese impedansie van elke filterorde die naburige netwerk beïnvloed. Om die laai-effek te verminder, kan ons egter die impedansie van elke volgende fase 10x die vorige stadium maak, dus R2 = 10 * R1 en C2 = 1 / 10ste van C1.

Sien ook: >> Laagpasfilters: dit is wat u het en wat u daarmee doen! 

Hoë slaagfilteropsomming
Ons het gesien dat die passiewe filter met 'n hoë pas presies die teenoorgestelde is as die laagdeurlaatfilter. Hierdie filter het geen uitsetspanning vanaf DC (0Hz), tot 'n gespesifiseerde afsnyfrekwensie (ƒc) nie. Hierdie laer afsnyfrekwensiepunt is 70.7% of -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) van die spanningswins wat toegelaat word om te slaag.

Die frekwensiegebied “onder” hierdie afsnypunt ƒc staan ​​algemeen bekend as die Stop Band, terwyl die frekwensiegebied “hierbo” hierdie afsnypunt algemeen bekend staan ​​as die Pass Band.

Die afsnyfrekwensie, hoekfrekwensie of -3dB-punt van 'n hoëdeurlaatfilter kan gevind word met behulp van die standaardformule van: ƒc = 1 / (2πRC). Die fasehoek van die resulterende uitsetsein by ƒc is + 45o. Oor die algemeen is die hoëdeurlaatfilter minder verdraai as sy ekwivalente laagdeurlaatfilter vanweë die hoër bedryfsfrekwensies.

'N Baie algemene toepassing van hierdie tipe passiewe filter is in klankversterkers as 'n koppelingskondensator tussen twee klankversterkerfases en in luidsprekersisteme om die hoër frekwensie seine na die kleiner "tweeter" -luidsprekers te rig terwyl die laer basseine geblokkeer word of word ook gebruik as filters om lae-frekwensie geraas of "rumble" tipe vervorming te verminder. 

As dit so in klanktoepassings gebruik word, word die hoëdeurlaatfilter soms 'n 'laaggesnyde' of 'basgesnyde' filter genoem.

Die uittreespanning Vout hang af van die tydkonstante en die frekwensie van die insetsein soos voorheen gesien. Met 'n AC sinusvormige sein wat op die stroombaan toegepas word, tree dit op as 'n eenvoudige 1ste Orde hoëdeurlaatfilter. Maar as ons die insetsein verander na die van 'n 'vierkantsgolf' -vormige sein wat 'n byna vertikale stapinvoer het, verander die reaksie van die kring dramaties en lewer ons 'n stroombaan bekend as 'n Differentiator.

Sien ook: >> Handleiding vir RF-filterbeginsels 

Die RC Differensiateur

Tot dusver word aanvaar dat die insetgolfvorm na die filter sinusvormig is, of die sinusgolf wat bestaan ​​uit 'n fundamentele sein en 'n paar harmonieke wat in die frekwensiedomein werk, wat ons 'n frekwensiedomeinrespons vir die filter gee. As ons egter die High Pass-filter voed met 'n vierkantsgolfsein wat in die tyddomein werk wat 'n impuls- of staprespons-inset gee, sal die uitsetgolfvorm bestaan ​​uit puls of spikes met 'n kort duur soos aangedui.

Die RC Differensiatorkring

Elke siklus van die vierkantsgolf-insetgolfvorm lewer twee spilpunte by die uitset, een positief en een negatief, en waarvan die amplitude gelyk is aan die van die inset. Die tempo van verval van die spykers hang af van die tydkonstante, (RC) waarde van beide komponente, (t = R x C) en die waarde van die invoerfrekwensie. Die uitsetpulse lyk meer en meer soos die vorm van die insetsein namate die frekwensie toeneem.

Jy kan ook graag:

Wat is die verskil tussen AM en FM?

Wat is FM (frekwensie-modulasie)?

Wat is die verskille tussen AM en FM radioseine?

Frekwensiemodulasie Voordele & Nadele

AM ontvanger vs FM ontvanger | Verskil tussen AM-ontvanger en FM-ontvanger

Los 'n boodskap 

boodskap Lys