Co je horní propust?

„Vysokopásmový filtr je přesně opačný k obvodu nízkopásmového filtru, protože obě složky byly zaměněny s výstupním signálem filtrů, který je nyní odebírán přes odpor wzde, jak dolní propustný filtr dovolil signálům procházet pouze pod jeho mezním frekvenčním bodem, ƒc, obvod pasivního horního propustného filtru, jak jeho název napovídá, prochází pouze signály nad vybraným mezním bodem, ƒc vylučující jakékoli nízkofrekvenční signály z průběh. ----- FMUSER"

Obsah

1) Obvod filtru horní propusti

2) Frekvenční odezva horní propusti 1. řádu

3) Mezní frekvence a fázový posun

4) Příklad horní propusti č. 1

5) Horní propustový filtr druhého řádu

6) Shrnutí horní propusti

7) Rozlišovač RC

Obvod filtru horní propusti

V tomto uspořádání obvodů je reaktivita kondenzátoru při nízkých frekvencích velmi vysoká, takže kondenzátor funguje jako otevřený obvod a blokuje všechny vstupní signály na VIN, dokud není dosaženo mezního kmitočtového bodu (° C). 

Nad tímto mezním frekvenčním bodem se reaktivita kondenzátoru dostatečně snížila, takže nyní působí spíše jako zkrat, který umožňuje, aby veškerý vstupní signál procházel přímo na výstup, jak je ukázáno níže v křivce odezvy filtrů.

Viz také: >> Co je Low Pass Filter a jak vytvořit Low Pass Filter? 

Frekvenční odezva horní propusti 1. řádu

Křivka Bode Plot nebo Frequency Response Curve výše pro pasivní horní propust je přesně opačná než u dolní propusti. Zde je signál zeslaben nebo tlumen při nízkých frekvencích, přičemž výstup roste o + 20 dB / dekáda (6 dB / oktáva), dokud frekvence nedosáhne mezního bodu (ƒc), kde opět R = Xc. 

Má křivku odezvy, která sahá od nekonečna po mezní frekvenci, kde je amplituda výstupního napětí 1 / √2 = 70.7% hodnoty vstupního signálu nebo -3 dB (20 log (Vout / Vin)) vstupu hodnota.

Můžeme také vidět, že fázový úhel (the) výstupního signálu VYDÁVÁ Úhel vstupu a je při frekvenci ƒc roven +45o. Křivka frekvenční odezvy pro tento filtr znamená, že filtr může předávat všechny signály do nekonečna. V praxi se však filtrační odezva nerozšiřuje na nekonečno, ale je omezena elektrickými charakteristikami použitých komponent.

Mezní frekvenční bod pro horní propust filtru prvního řádu lze nalézt pomocí stejné rovnice jako dolní propust filtru, ale rovnice pro fázový posun je mírně modifikována, aby odpovídala kladnému fázovému úhlu, jak je ukázáno níže.

Viz také: >> Jak navrhnout dolní propust - subwoofer?

Mezní frekvence a fázový posun

 

Zisk obvodu, Av, který je dán jako Vout / Vin (velikost) a je počítán jako:

Příklad horní propusti č. 1
Vypočtěte mezní nebo „mezní“ frekvenci (ƒc) pro jednoduchý pasivní horní propust sestávající z kondenzátoru 82pF připojeného v sérii s odporem 240 kΩ.

Horní propustový filtr druhého řádu
Stejně jako u dolnoprůchodových filtrů mohou být stupně průchodu filtru kaskádovány dohromady, aby vytvořily filtr druhého řádu (dvoupólový), jak je znázorněno.

 

Výše uvedený obvod používá dva filtry prvního řádu spojené nebo kaskádované dohromady, aby vytvořily síť druhého řádu nebo dvoupólovou horní propust. Pak lze fázi filtru prvního řádu převést na typ druhého řádu jednoduše pomocí další sítě RC, stejné jako pro dolní propust druhého řádu. Výsledný obvod druhého filtru horní propusti bude mít sklon 2 dB / dekáda (40 dB / oktáva).

Stejně jako u dolní propusti je mezní frekvence ƒc určena rezistory i kondenzátory následujícím způsobem.

V praxi je obtížné implementovat kaskádové pasivní filtry společně za účelem vytvoření filtrů většího řádu, protože dynamická impedance každého pořadí filtrů ovlivňuje jeho sousední síť. Abychom snížili zatěžovací účinek, můžeme vytvořit impedanci každého následujícího stupně 10x předchozího stupně, takže R2 = 10 * R1 a C2 = 1/10 1. CXNUMX.

Viz také: >> Lowpass filtry: To je to, co máte a vy s ním děláte! 

Shrnutí horní propusti
Viděli jsme, že pasivní horní propust je přesným opakem filtru dolní propusti. Tento filtr nemá žádné výstupní napětí od stejnosměrného proudu (0 Hz) až do stanoveného mezního kmitočtu (ƒc). Tento dolní mezní bod frekvence je 70.7% nebo -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) napěťového přírůstku, který je povolen.

Frekvenční rozsah „pod“ tímto mezním bodem ƒc je obecně znám jako Stop Band, zatímco frekvenční rozsah „nad“ tento mezní bod je obecně známý jako Pass Band.

Mezní frekvence, rohová frekvence nebo -3dB bod horního propustného filtru lze nalézt pomocí standardního vzorce: ƒc = 1 / (2πRC). Fázový úhel výsledného výstupního signálu při ƒc je + 45o. Obecně je horní propust méně deformující než jeho ekvivalentní dolní propust kvůli vyšším provozním frekvencím.

Velmi běžná aplikace tohoto typu pasivního filtru je v audio zesilovačích jako kondenzační kondenzátor mezi dvěma audio zesilovacími stupni a v reproduktorových systémech pro směrování vysokofrekvenčních signálů k menším reproduktorům typu „tweeter“, zatímco blokuje nižší basové signály nebo jsou také se používá jako filtry ke snížení jakéhokoli nízkofrekvenčního šumu nebo zkreslení typu „rachot“. 

Při použití takto v audio aplikacích je horní propust někdy nazýván filtrem „low-cut“ nebo „bass cut“.

Výstupní napětí Vout závisí na časové konstantě a frekvenci vstupního signálu, jak bylo vidět dříve. Při použití sinusového signálu střídavého proudu na obvod se chová jako jednoduchý horní propust 1. řádu. Pokud však změníme vstupní signál na signál ve tvaru „čtvercové vlny“, který má téměř vertikální krokový vstup, odezva obvodu se dramaticky změní a vytvoří obvod, který se běžně nazývá diferenciátor.

Viz také: >> Výukový program pro základy RF filtru 

Rozlišovač RC

Až dosud se předpokládá, že vstupní průběh filtru je sinusový nebo sinusový, sestávající ze základního signálu a některých harmonických, které fungují ve frekvenční doméně, což nám dává odpověď frekvenční oblasti pro filtr. Pokud však napájíme filtr s vysokou propustí signálem se čtvercovou vlnou, který pracuje v časové doméně a poskytuje impulsní nebo krokový vstup, bude výstupní průběh sestávat z krátkého trvání pulsu nebo špiček, jak je znázorněno.

Obvod RC diferenciátoru

Každý cyklus vstupní vlny obdélníkové vlny vytváří na výstupu dva hroty, jeden pozitivní a jeden negativní a jejichž amplituda je stejná jako amplituda vstupu. Rychlost rozpadu špiček závisí na časové konstantě, (RC) hodnotě obou složek (t = R x C) a hodnotě vstupní frekvence. Výstupní impulsy se čím dál více podobají tvaru vstupního signálu, když se frekvence zvyšuje.

Mohlo by se vám také líbit:

Jaký je rozdíl mezi AM a FM?

Co je FM (Frequency Modulation)?

Co je na rozdíly mezi AM a FM rádiových signálů?

Frekvenční modulace Výhody a nevýhody

AM přijímač vs FM přijímač | Rozdíl mezi přijímačem AM a přijímačem FM

Zanechat vzkaz 

Seznam zpráv