Ciri Penapis Aktif, Perintah Pertama dan Kedua, Aplikasi



The penapis aktif adalah mereka yang mempunyai sumber terkawal atau elemen aktif, contohnya, penguat operasi, transistor atau tiub vakum. Melalui litar elektronik, penapis membenarkan untuk mematuhi pemodelan fungsi pemindahan yang mengubah isyarat masukan dan memberikan isyarat output mengikut reka bentuk.

Konfigurasi penapis elektronik biasanya selektif dan kriteria pemilihan adalah kekerapan isyarat input. Disebabkan di atas, bergantung kepada jenis litar (dalam siri atau selari) penuras akan membolehkan laluan isyarat tertentu dan menyekat laluan selebihnya.

Dengan cara ini, isyarat output akan dicirikan dengan disucikan mengikut parameter reka bentuk litar yang membentuk penapis.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri
  • 2 Penapis perintah pertama
    • 2.1 Penapis lulus rendah
    • 2.2 Penapis lulus tinggi
  • 3 Penapis pesanan kedua
  • 4 Aplikasi
  • 5 Rujukan

Ciri-ciri

- Penapis aktif adalah penapis analog, yang bermaksud bahawa mereka mengubah suai isyarat analog (input) bergantung kepada komponen kekerapan.

- Terima kasih kepada kehadiran komponen aktif (penguat operasi, tiub vakum, transistor, dll), penapis jenis ini meningkatkan seksyen atau keseluruhan isyarat keluaran, berkenaan dengan isyarat masukan.

Ini disebabkan oleh penguatan tenaga melalui penggunaan penguat operasi (OPAMS). Di atas memudahkan mendapatkan resonans dan faktor kualiti yang tinggi, tanpa perlu menggunakan induktor. Untuk bahagiannya, faktor kualiti - juga dikenali sebagai faktor Q - adalah ukuran ketajaman dan kecekapan resonans.

- Penapis aktif boleh menggabungkan komponen aktif dan pasif. Yang terakhir adalah komponen asas litar: perintang, kapasitor dan induktor.

- Penapis aktif membolehkan sambungan lata, dikonfigurasikan untuk menguatkan isyarat dan membenarkan integrasi antara dua atau lebih litar jika perlu.

- Sekiranya litar mempunyai penguat operasi, voltan keluaran litar dibatasi oleh voltan tepu unsur-unsur ini.

- Bergantung pada jenis litar, dan nilai nominal unsur aktif dan pasif, penapis aktif boleh direka untuk memberikan impedans input yang tinggi dan impedans keluaran kecil..

- Pengilangan penapis aktif adalah ekonomi berbanding dengan jenis perhimpunan lain.

- Untuk beroperasi, penapis aktif memerlukan bekalan kuasa, lebih disukai simetri.

Penapis pesanan pertama

Penapis pesanan pertama digunakan untuk melemahkan isyarat yang berada di atas atau di bawah gred penolakan, dalam gandaan 6 desibel setiap kali kekerapan dua kali ganda. Majelis jenis ini biasanya diwakili oleh fungsi pemindahan berikut:

Apabila anda memecahkan pengangka dan penyebut ungkapan, anda perlu:

- N (jω) adalah polinomial darjah ≤ 1

- t ialah kebalikan dari frekuensi sudut penapis

- Wc adalah kekerapan sudut penapis, dan diberikan oleh persamaan berikut:

Dalam ungkapan tersebutc adalah kekerapan potongan penapis.

Kekerapan cutoff adalah kekerapan had penapis yang mana pengurangan isyarat diinduksi. Bergantung pada konfigurasi penapis (lulus yang rendah, lulus tinggi, bandpass atau penghapusan band), kesan reka bentuk penapis dibentangkan, tepatnya, dari frekuensi cutoff.

Dalam kes penapis perintah pertama, ini hanya boleh menjadi lulus yang rendah atau lulus yang tinggi.

Penapis lulus yang rendah

Jenis penapis ini membolehkan laluan frekuensi yang lebih rendah, dan menampung atau menyekat frekuensi di atas frekuensi cutoff.

Fungsi pemindahan untuk penapis pas rendah adalah seperti berikut:

Sambutan amplitud dan fasa fungsi pemindahan ini ialah:

Penapis pasir rendah aktif boleh memenuhi fungsi reka bentuk dengan menggunakan input dan pelepas pelepas bumi, bersama-sama dengan penguat operasi dan konfigurasi perintang dan kapasitor secara selari. Berikut adalah contoh litar aktif pas penyongsang rendah:

Parameter fungsi pemindahan bagi litar ini adalah:

Penapis lulus tinggi

Sebaliknya, penapis lulus tinggi mempunyai kesan yang bertentangan, berbanding dengan penapis pas rendah. Iaitu, jenis penapis ini menampung frekuensi rendah dan membolehkan frekuensi tinggi lulus.

Walaupun, bergantung pada konfigurasi litar, penapis aktif lulus tinggi dapat menguatkan isyarat jika mereka mempunyai penguat operasi yang diatur khusus untuk tujuan itu. Fungsi pemindahan penapis pasir tinggi aktif bagi urutan pertama adalah seperti berikut:

Sambutan amplitud dan fasa sistem ialah:

Penapis lulus tinggi yang aktif menggunakan perintang dan kapasitor dalam siri pada input litar, serta perintang di jalan pelepasan ke tanah, untuk memenuhi fungsi impedans maklum balas. Berikut adalah contoh litar penyongsang lulus tinggi yang aktif:

Parameter fungsi pemindahan bagi litar ini adalah:

Penapis pesanan kedua

Penapis pesanan kedua biasanya diperoleh dengan membuat sambungan penapis pesanan pertama dalam siri, untuk mendapatkan persediaan yang lebih kompleks yang membolehkan penalaan frekuensi selektif.

Ungkapan umum untuk fungsi pemindahan penapis pesanan kedua ialah:

Apabila anda memecahkan pengangka dan penyebut ungkapan, anda perlu:

- N (jω) adalah polinomial darjah ≤ 2.

- Wo adalah kekerapan sudut penapis, dan diberikan oleh persamaan berikut:

Dalam persamaan ini fo adalah kekerapan ciri penapis. Sekiranya terdapat litar RLC (perintang, induktor dan kapasitor dalam siri), kekerapan ciri penapis bertepatan dengan kekerapan resonans penapis.

Sebaliknya, kekerapan resonans adalah frekuensi di mana sistem mencapai tahap ayunan maksimum.

- ζ adalah faktor redaman. Faktor ini mentakrifkan keupayaan sistem untuk meredakan isyarat masukan.

Sebaliknya, dari faktor redaman faktor kualiti penapis diperolehi melalui ungkapan berikut:

Bergantung kepada reka bentuk impedans litar, penapis aktif perintah kedua boleh: penapis pas rendah, penapis pas tinggi dan penapis pas band..

Permohonan

Penapis aktif digunakan dalam rangkaian elektrik untuk mengurangkan gangguan dalam rangkaian, kerana sambungan beban bukan linear.

Gangguan ini boleh diserap melalui gabungan penapis aktif dan pasif, dan variasi impedans input dan konfigurasi RC sepanjang pemasangan.

Dalam rangkaian kuasa elektrik, penapis aktif digunakan untuk mengurangkan harmoni semasa mengalir melalui rangkaian antara penapis aktif dan nod penjanaan kuasa.

Begitu juga, penapis aktif membantu mengimbangi arus balik yang beredar melalui neutral, dan harmonik yang berkaitan dengan aliran semasa dan voltan sistem.

Di samping itu, penapis aktif memenuhi fungsi yang sangat baik berkenaan dengan pembetulan faktor kuasa sistem elektrik yang saling berkaitan.

Rujukan

  1. Penapis aktif (s.f.). Universiti Eksperimen Kebangsaan Tachira. Negeri Táchira, Venezuela. Diperolehi daripada: unet.edu.ve
  2. Lamich, M. (2001). Penapis Aktif: Pengenalan dan Aplikasi. Universitat Politècnica de Catalunya, Sepanyol. Diperolehi daripada: crit.upc.edu
  3. Miyara, F. (2004). Penapis aktif. Universiti Nasional Rosario. Argentina Diperolehi daripada: fceia.unr.edu.ar
  4. Gimenez, M (s.f.). Teori litar II. Universiti Simón Bolívar. Negeri Miranda, Venezuela. Diperolehi daripada: labc.usb.ve
  5. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2017). Penapis aktif Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
  6. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2017). Penapis elektronik Diperolehi daripada: en.wikipedia.org