Aktyvių filtrų charakteristikos, pirmasis ir antrasis užsakymai, programos



The aktyvūs filtrai yra tie, kurie turi kontroliuojamus šaltinius arba aktyvius elementus, pavyzdžiui, operacinius stiprintuvus, tranzistorius arba vakuuminius vamzdžius. Per elektroninę grandinę filtras leidžia laikytis perdavimo funkcijos modeliavimo, kuris pakeičia įvesties signalą ir suteikia išėjimo signalą pagal projektą.

Elektroninio filtro konfigūracija paprastai yra selektyvi ir atrankos kriterijus yra įvesties signalo dažnis. Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, priklausomai nuo grandinės tipo (nuosekliai arba lygiagrečiai), filtras leis praeiti tam tikrus signalus ir blokuoti poilsio laiką.

Tokiu būdu išvesties signalas bus apibūdintas gryninant pagal konstrukcijos parametrus, kurie sudaro filtrą.

Indeksas

  • 1 Charakteristikos
  • 2 pirmosios eilės filtrai
    • 2.1 Žemo dažnio filtrai
    • 2.2 Filtrai pereina aukštai
  • 3 Antrosios eilės filtrai
  • 4 Programos
  • 5 Nuorodos

Savybės

- Aktyvūs filtrai yra analoginiai filtrai, o tai reiškia, kad jie keičia analoginį signalą (įvestį), priklausomai nuo dažnio komponentų.

- Dėl aktyvių komponentų (operacinių stiprintuvų, vakuuminių vamzdžių, tranzistorių ir kt.), Šio tipo filtrai padidina sekciją arba visą išėjimo signalą, atsižvelgiant į įvesties signalą.

Taip yra dėl to, kad energija stiprinama naudojant operacinius stiprintuvus (OPAMS). Pirmiau minėtas būdas padeda gauti rezonansą ir aukštą kokybės veiksnį, nenaudojant induktorių. Savo ruožtu kokybės faktorius, taip pat žinomas kaip Q faktorius, yra rezonanso ryškumo ir efektyvumo matas.

- Aktyvūs filtrai gali sujungti aktyvius ir pasyvius komponentus. Pastarieji yra pagrindiniai grandinių komponentai: rezistoriai, kondensatoriai ir induktoriai.

- Aktyvūs filtrai leidžia prijungti kaskadą, yra sukonfigūruoti stiprinti signalus ir leisti, jei reikia, integruoti dvi ar daugiau grandinių.

- Jei grandinė turi operacinius stiprintuvus, grandinės išėjimo įtampa yra apribota šių elementų prisotinimo įtampa.

- Priklausomai nuo grandinės tipo ir aktyviųjų bei pasyviųjų elementų vardinės vertės, aktyvusis filtras gali būti suprojektuotas taip, kad pasiektų didelę impedanciją ir mažą išėjimo varžą..

- Aktyvių filtrų gamyba yra ekonomiška, palyginti su kitų tipų mazgais.

- Kad veiktų, aktyvūs filtrai reikalauja maitinimo šaltinio, pageidautina simetriškai.

Pirmosios eilės filtrai

Pirmosios eilės filtrai naudojami norint sumažinti signalus, kurie yra virš arba žemiau atmetimo laipsnio, kartojant 6 decibelus kiekvieną kartą, kai dažnis padvigubinamas. Šio tipo sąrankų tipą paprastai sudaro ši perdavimo funkcija:

Suskirstę skaitiklį ir išraiškos vardiklį, turite:

- N (jω) yra laipsnio ≤ 1 polinomas

- t yra filtro kampinio dažnio inversija

- Wc yra filtro kampinis dažnis, ir jis pateikiamas pagal šią lygtį:

Minėta išraiškac yra filtro išjungimo dažnis.

Išjungimo dažnis yra tai, kad filtro, kuriam signalas silpninamas, ribinis dažnis. Priklausomai nuo filtro konfigūracijos (žemo dažnio, aukšto pralaidumo, juostos arba juostos pašalinimo), filtro konstrukcijos poveikis pateikiamas tiksliai iš ribinio dažnio.

Konkrečiu atveju pirmosios eilės filtrai gali būti tik žemo ar aukšto pralaidumo.

Žemo dažnio filtrai

Šio tipo filtrai leidžia perkelti žemesnius dažnius ir susilpnina arba slopina dažnius, viršijančius ribinį dažnį.

Žemųjų dažnių filtrų perdavimo funkcija yra tokia:

Šios perdavimo funkcijos amplitudės ir fazės atsakas yra:

Aktyvus žemo dažnio filtras gali atlikti projektavimo funkciją naudodamas įėjimo ir įžeminimo rezistorius, kartu su operaciniais stiprintuvais ir rezistorių bei kondensatoriaus konfigūracijomis lygiagrečiai. Žemiau pateiktas inverterio žemo dažnio aktyviosios grandinės pavyzdys:

Šios grandinės perdavimo funkcijos parametrai yra:

Filtrai pereina aukštai

Kita vertus, aukšto dažnio filtrai turi priešingą poveikį, palyginti su žemo dažnio filtrais. Tai reiškia, kad šio tipo filtrai silpnina žemus dažnius ir leidžia perduoti aukštus dažnius.

Netgi, priklausomai nuo grandinės konfigūracijos, aukšto leidimo aktyvūs filtrai gali sustiprinti signalus, jei jie turi specialiai tam tikslui įrengtus stiprintuvus. Aktyvaus pirmojo užsakymo aukšto leidimo filtro perdavimo funkcija yra tokia:

Sistemos amplitudės ir fazės atsakas yra:

Aktyvus aukšto pralaidumo filtras naudoja rezistorius ir kondensatorius, esančius eilutėje prie grandinės įėjimo, taip pat rezistorių išleidimo į žemę keliu, kad būtų įvykdyta grįžtamojo impedanso funkcija. Žemiau pateikiamas aktyvaus aukšto dažnio keitiklio grandinės pavyzdys:

Šios grandinės perdavimo funkcijos parametrai yra:

Antrosios eilės filtrai

Antrosios eilės filtrai paprastai gaunami atliekant pirmosios eilės filtrų jungtis, kad būtų gautas sudėtingesnis nustatymas, leidžiantis atlikti selektyvų dažnių derinimą.

Bendra antrosios eilės filtro perkėlimo funkcijos išraiška yra:

Suskirstę skaitiklį ir išraiškos vardiklį, turite:

- N (jω) yra laipsnio ≤ 2 polinomas.

- Wo yra filtro kampinis dažnis, ir jis pateikiamas pagal šią lygtį:

Šioje lygtyje fo yra tipinis filtro dažnis. Jei yra RLC grandinė (rezistorius, induktorius ir kondensatorius serijoje), tipinis filtro dažnis sutampa su filtro rezonanso dažniu.

Savo ruožtu, rezonansinis dažnis yra dažnis, kuriuo sistema pasiekia didžiausią virpesių laipsnį.

- ζ yra slopinimo koeficientas. Šis veiksnys apibrėžia sistemos gebėjimą slopinti įvesties signalą.

Savo ruožtu, nuo slopinimo koeficiento filtro kokybės koeficientas gaunamas pagal šią formulę:

Priklausomai nuo grandinės impedanso konstrukcijos, antrosios eilės aktyvūs filtrai gali būti: žemo dažnio filtrai, aukšto dažnio filtrai ir juostų perdavimo filtrai..

Programos

Aktyvūs filtrai naudojami elektriniuose tinkluose, siekiant sumažinti tinklo sutrikimus dėl netiesinių apkrovų prijungimo.

Šiuos trikdžius galima įveikti naudojant aktyvius ir pasyvius filtrus ir įvesties impedancijų bei RC konfigūracijų įvairovę visame surinkime.

Elektros energijos tinkluose aktyvūs filtrai naudojami mažinti srovę, tekančią per tinklą tarp aktyvaus filtro ir energijos gamybos mazgo..

Taip pat aktyvūs filtrai padeda subalansuoti grįžtamąsias sroves, kurios cirkuliuoja per neutralią srovę, ir harmoniką, susijusią su šiuo srovės srautu ir sistemos įtampa.

Be to, aktyvūs filtrai atlieka puikią funkciją, susijusią su sujungtų elektros sistemų galios koeficiento koregavimu.

Nuorodos

  1. Aktyvūs filtrai (s.f.). Tachiros nacionalinis eksperimentinis universitetas. Valstybė Táchira, Venesuela. Gauta iš: unet.edu.ve
  2. Lamich, M. (2001). Aktyvūs filtrai: įvadas ir programos. Katalonijos universitetas, Ispanija. Gauta iš: crit.upc.edu
  3. Miyara, F. (2004). Aktyvūs filtrai. Rosario nacionalinis universitetas. Argentina Gauta iš: fceia.unr.edu.ar
  4. Gimenez, M (s.f.). Kontūro teorija II. Simón Bolívar universitetas. Valstybė Miranda, Venesuela. Gauta iš: labc.usb.ve
  5. Vikipedija, „Laisvas enciklopedija“ (2017). Aktyvus filtras Gauta iš: en.wikipedia.org
  6. Vikipedija, „Laisvas enciklopedija“ (2017). Elektroninis filtras Gauta iš: en.wikipedia.org