Пассивный низких частот фильтр: Электрический фильтр — Практическая электроника

Содержание

Пассивные и активные ФВЧ второго порядка

Передаточная функция ФВЧ второго порядка имеет вид

. (9.38)

Для реализации пассивного ФВЧ второго порядка достаточно в схеме рис.9.5 поменять местами конденсатор и RL-цепь.

Примером реализации активного ФВЧ второго порядка может быть ФВЧ, показанный на рис.9.12, который получается заменой в схе­­ме ФНЧ на рис.9.7 емкостей С1 и С2 на сопротивления, а сопротивления R1 и R2 на емкости.

Рис.9.12. Активный ФВЧ второго порядка

 

Передаточная функция фильтра , 9.39)

где а – коэффициент усиления.

Приняв а =1 и С1 = С2 = C, можно получить формулы для расчета фильтра

. (9.40)

Отсюда получим

.

Полосовые фильтры

Путем замены переменной Р в передаточной функции ФНЧ на переменную (

1/ΔΩ)(P+1/P) можно получить АЧХ полосового фильтра. В результате этого преобразования АЧХ фильтра нижних частот в диапазоне 0 ≤ Ω ≤ 1 переходит в правую часть полосы пропускания полосового фильтра (1 ≤ ΩΩmax). Левая часть полосы пропускания является зеркальным отображением в логарифмическом масштабе правой части относительно средней частоты полосового фильтра Ω = 1 (рис. 9.13). При этом Ωmin = 1/ Ωmax. Вычисление нормированных частот среза полосового фильтра, на которых его коэффициент передачи уменьшается на 3 дБ, может быть осуществлено из

(9.41)

формулы, которая получается при

.

Рис.9.13. АЧХ полосового фильтра

 

Пассивный полосовой RC-фильтр

Путем последовательного соединения ФВЧ и ФНЧ получают полосовой фильтр. Его выходное напряжение равно 0 на высоких и низких частотах.

Выходное напряжение полосового RC-фильтра

. (9.42)

Рис.9.14. Пассивный полосовой RC-фильтр (а) и его АЧХ (б)

Коэффициент усиления

. (9.43)

Отсюда модуль коэффициента усиления и фазовый сдвиг



, . (9.44)

Выходное напряжение максимально при ωRC = 1, следовательно, резонансная частота

; (9.45)

— нормированная частота.

Фазовый сдвиг на резонансной частоте равен 0. Коэффициент усиления Kр = 1/3.

Если в схеме рис.9.14 заменить сопротивления на индуктивность, то получим схему пассивного полосового LC-фильтра (рис.9.15).

Рис.9.15. Схема пассивного полосового LC-фильтра (а) и его АЧХ (б)

При совпадении частот, на которых наблюдается резонанс напряжений в последовательном контуре L1C1 и резонанс токов в параллельном колебательном контуре L2C2, сопротивление продольного плеча L1C1 оказывается минимальным, а поперечного L

2C2 – максимальным. Коэффициент передачи ПФ при этом имеет наибольшее значение. При отклонении частоты входных колебаний от резонансной частоты ƒ0 коэффициент передачи ПФ уменьшается (рис. 9.15,б).

 

Заграждающие полосовые фильтры

АЧХ заграждающего фильтра может быть получена из частотной характеристики ФНЧ путем замены переменной Р выражением ΔΩ/(P+1/P). Здесь ΔΩ = 1/Q нормированная полоса частот. Q = fр/(fmax – fmin) = fр/Δf, где Δf – полоса частот, на краях которой коэффициент передачи падает на 3 дБ (Q – добротность подавления сигнала).

Как и в случае полосовых фильтров при преобразовании порядок фильтра удваивается. Так при преобразовании передаточной функции ФНЧ первого порядка получим заграждающий фильтр второго порядка с передаточной функцией

. (9.46)

Отсюда получим выражения для АЧХ и ФЧХ фильтра

. (9.47)

 

Пассивный заграждающий RLC-фильтр

Пример пассивного заграждающего фильтра приведен на рис. 9.16. Передаточная функция такого фильтра имеет вид

. (9.48)

Рис.9.16. Схема заграждающего RLC-фильтра

 

Резонансная частота и добротность подавления находятся как

. (9.49)

Примерами пассивных заграждающих фильтров являются также мост Вина – Робинсона (рис. 9.17) и двойной Т-образный мост (рис. 9.18).

Мост Вина-Робинсона

Рис.9.17. Схема фильтра Мост Вина-Робинсона

 

Омический делитель напряжения обеспе­чивает частотно-независимое напряжение, равное 1/3Uвх.

При этом на резонансной частоте выходное напряжение равно 0. В отличие от полосового фильтра АЧХ коэффициента усиления на резонансной частоте имеет минимум. Схема применима для подавления сигналов в определенной частотной области.

Коэффициент передачи

; (9.50)

Фазовый сдвиг

. (9.51)

 

Двойной Т-образный фильтр

Двойной Т-образный фильтр обладает частотной характеристикой, идентичной характеристике моста Вина-Робинсона.

Рис.9.18. Двойной Т-образный фильтр (а) и его АЧХ (б)

 

В отличие от моста Вина-Робинсона выходное напряжение снимается относительно общей точки.

Для высоких и низких частот Uвых=Uвх.

Сигналы высоких частот будут полностью передаваться через два конденсатора С, а низких через резистор R.

Коэффициент передачи и фазовый сдвиг:

, . (9.52)

Добротность данных фильтров мала. Она может быть повышена, если включить их в цепь обратной связи усилителя.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое фильтры, их назначение, классификация, основные характеристики и параметры?

2. Фильтры нижних частот: пассивные ФНЧ первого порядка – схемное построение, основные характеристики, построение амплитудно-частотной характеристики?

3. Фильтры нижних частот: активные ФНЧ первого порядка – схемное построение, основные соотношения?

4. Пассивные и активные фильтры нижних частот второго порядка — схемная реализация, основные соотношения?

5. Фильтры верхних частот: пассивные и активные ФВЧ первого порядка — схемное построение, основные характеристики, построение амплитудно-частотной характеристики?

6. Фильтры верхних частот: пассивные и активные ФВЧ второго порядка — схемное построение, основные характеристики?

7. Полосовые фильтры: пассивные RC-фильтры, заграждающие фильтры, мост Вина-Робинсона, двойной Т-образный фильтр – схемное построение, основные соотношения, применение в технике?

Лекция 10.АКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Назначение и виды преобразователей сопротивлений. Активные преобразователи сопротивлений предназначены для смены значения или характера сопротивлений или проводимостей пассивных двухполюсных элементов: резистивных, индуктивных или емкостных [1,9,10,11]. К таким преобразователям относят конверторы и инверторы сопротивле­ний и проводимостей. Схема активного преобразователя сопротивле­ний или проводимостей приведена на рис. 10.1,а.

Конвертором сопротивления называют активный четырехполюс-ник, преобразующий некоторый двухполюсник с сопротивлением Zн в двухполюсник с сопротивлением Zвх=±γZн, где γ – вещественная положительная величина, называемая коэффициентом конверсии. Аналогично конвертором проводимости называют четырехпо­люс­ник, который преобразует двухполюсник с проводимостью Y

н в двухполюсник с проводимостью Yвх = ±γYн.

Рис.10.1. Схема активного преобразова-теля сопротивлений и проводимостей (а) и вольтамперная характеристика элемента с

отрицательным сопротивлением (б)

 

Инвертором (гиратором) сопро­тивления называют активный четы­рехполюсник, который преобразует пассивный двухполюсник с соп­ротивлением Zн в двухполюсник с сопротивлением , где -сопротивление инверсии (или сопротивление гирации). Анало­гич­но инвертором проводимости называют четырехполюсник, который преобразует двухполюсник с проводимостью в двухпо­люсник с проводимостью .

Идея инвертора сопротивления была предложена в 1948 году Бернардом Теллегеном. Основное применение гираторов заключается в создании участков цепи, имитирующих индуктивность. Поскольку катушки индуктивности далеко не всегда могут применяться в электрических цепях, использование гираторов позволит обходиться без катушек.

Из определения конвертора сопротивления следует, что входное сопротивление четырехполюсника с нагрузкой может быть как положительным, так и отрицательным. При этом конвертор положительного сопротивления изменяет только значение сопротивлениядвухполюсника нагрузки, а конвертор отрицательного сопротивления меняет не только значение, но и знак.

Сопротивление бывает положительным, если с возрастанием тока в нем растет и падение напряжения. Если же с ростом тока падение напряжения на сопротивлении уменьшается, то оно является отрица­тельным. Отрицательной может быть и проводимость двухполюсника.

Вольтамперная характеристика одного из таких сопротивлений приведена на рис.10.1,б. Отрицательным это сопротивление является в области Б, где с ростом приложенного напряжения ток умень­шает­ся. Если включить отрицательное сопротивление в цепь пос­ледова­тельно с положительным, то увеличение тока в этой цепи будет вызывать уменьшение падения напряжения на отрицательном сопротивлении и увеличение напряжения на положительном. При этом сумма падений напряжений на положительном и отрицательном сопро­тивлениях будет постоянной, а увеличение мощности, расходуемой в положительном сопротивлении, компенсируется мощностью, вноси­мой отрицательным сопротивлением. Таким образом, отрицательное сопротивление не расходует энергию, а как бы вносит свою энергию в цепь, поэтому оно и названо отрицательным. В действительности в цепях с отрицательным сопротивлением используется только энергия имеющихся в них источников, а отрицательное сопротивление выполняет ее перераспределение между элементами цепи.

Моделирование преобразователей сопротивлений и прово­ди­мостей. Наиболее часто конверторы сопротивлений и проводимос­тей реализуются на управляемых источниках напряжения или тока. Схема конвертора сопротивления с управляемым источником напря­же­ния приведена на рис.10.2,а. В этой схеме управляемый источник

Рис.10.2. Модель конвертора cопро­тивления с управляемым источником напряжения (а) и модель конвертора про-водимости с управляемым источни

ком тока (б)

напряжения соединен последовательно с сопротивлением наг­рузки , а уравнения схемы имеют вид:

.(10.1)

Входное сопротивление такой схемы определяется выражением:

(10.2)

Таким образом, коэффициент конверсии имеет значение:

 
 

(10.3)

Если , то рассмотренная схема является конвертором отрицательного сопротивления, если же , то схема становится конвертором положительного сопротивления. При резистивной нагрузке конвертора входное сопротивление будет положи­тель­ным при и отрицательным при .

Если нагрузка имеет индуктивный характер , то входное сопротивление также оказывается индуктивным:

При входная индуктивность конвертора становится отрицательной ( ). Таким образом, одна и та же схема, приведенная на рис 10.2,а, при различных значениях коэффициента передачи четы­­рехполюсника может быть конвертором положи­тель­ного или отрицательного сопротивления.

Аналогичные результаты получаем при использовании в четырехполюснике источника тока, управляемого током, как показа­но на рис 10.2,б. Так как в этой схеме управляемый источник вклю­чен параллельно нагрузке, то уравнения схемы имеют вид:

(11.4)

Входная проводимость схемы имеет значение

 
 

(11.5)

где – коэффициент передачи управляемого источника по току.

При > 1 входная проводимость становится отрицательной, поэ­тому схема будет конвертором отрицательной проводимости.

Так, например, если нагрузка четырехполюсника имеет веще­ственный характер , то входная проводимость

 

 

будет отрицательной и вещественной.

Если нагрузка имеет емкостной характер , то входная про­водимость также будет емкостной, а сама входная емкость при > 1 будет отрицательной ( ). При < 1, входная емкость будет по­ло­­­жи­тельной.

Таким образом, использование конверторов сопротивлений и про­­­водимостей позволяет изменять масштаб положительных сопро­тив­лений, проводимостей, индуктивностей и емкостей, делая их отри­цательными, положительными или равными нулю.

Некоторых пояснений требуют понятия отрицательной емкости и отрицательной индуктивности. Положительная емкость (просто ем­кость) имеет комплексную проводимость , где угол 90о ука­зы­вает, что ток опережает напряжение на 90о. В отрицательной ем­ко­сти сохраняется та же частотная зависимость проводимости, но изменяется сдвиг фаз между напряжением и током, т. е. ток отстает от напряжения на угол, равный 90о.

Положительная индуктивность (просто индуктивность) имеет комплексное сопротивление , где угол 90о указывает, что напряжение опережает ток на 90о. В отрицательной индуктивности сохраняется тот же вид частотной зависимости сопротивления, но изменяется сдвиг фаз между током и напряжением, т. е. напряжение отстает от тока на 90о. Иначе говоря, частотные зависимости у отри­ца­тельной емкости и отрицательной индуктивности такие же, как у положительных, а сдвиги фаз отличаются на 180о.

Например, если положительную емкость подключить парал­ле­ль­но отрицательной емкости, то при равенстве их абсолютных значений полная емкость такого соединения будет равна нулю. Если же после­до­вательно соединить отрицательную индуктивность и положитель­ную индуктивность, имеющие одинаковые абсолютные значения, то полная индуктивность такого соединения также будет равна нулю.

Инверторы сопротивлений и проводимостей также можно по­строить на управляемых источниках напряжения или тока. Схема ин­вер­тора сопротивления на двух источниках напряжения, управляе­мых током, приведена на рис.10.3,а.

Рис.10.3. Модель инвертора сопротивления на уп­рав­ляемых источниках напряжения (а) и модель ин­вер­тора проводимости на управляемых источниках

тока(б)

В этой схеме напряжения на зажимах четы­рехполюсника, составленного из двух управ­ляе­­мых источников, имеют значения:

(10.6)

где – сопротивление прямой передачи управляемых источников, которое одновременно является и сопротивлением инверсии (гирации).

Из уравнения (10.6) найдем входное сопротивление:

(10.7)

где – сопротивление нагрузки (знак минус введен из-за того, что ток и напряжение на нагрузке имеют различное сопротив­ле­ние).

Схема, приведенная на рис 10.3,а, соответствует инвертору (гира­тору) положительного сопротивления. Если же поменять направление только одного из управляемых источников напряжения, то изменится знак у одного из напряжений в уравнениях (10.6) и сопротивление

(10.8)

примет отрицательное значение. В этом случае схема будет соответ­ствовать инвертору (гиратору) отрицательного сопротивления.

Аналогичные результаты получаем при использовании двух ис­точ­ников тока, управляемых напряжением. Схема инвертора прово­ди­мости с двумя управляемыми источниками тока приведена на рис 10.3,б. В этой схеме токи управляемых источников имеют значения:

(10.9)

где Yг – проводимость прямой передачи источников, которая и яв­­ляется проводимостью инверсии.

Из уравнения (10.9) находим входную проводимость схемы:

(10.10)

где – проводимость нагрузки.

Схема, приведенная на рис 10.3,б, соответствует инвертору (ги­ратору) положительной проводимости. Если поменять направ­ление только одного из управляемых источников тока, то изменится знак у одного из токов в уравнениях (10.9) и проводимость

(10.11)

примет отрицательное значение. В этом случае схема, приведенная на рис. 10.3,б, будет соответствовать инвертору отрицательной проводи­мости. Самым распространенным применением инверторов сопро­ти­в­­ле­ний и проводимостей является создание на их основе ем­костных аналогов индуктивности. В связи с тем, что изготовление ем­кости про­ще, чем изготовление индуктивности, этот способ изготов­ления индуктивностей находит самое широкое применение, особенно в микроэлектронике. Так, например, если в схеме рис.10.3,а исполь­зо­вать емкостную нагрузку , то входное сопротивление ин­вер­тора будет индуктивным, а эквивалентная индуктивность будет иметь значение

, (10.12)

где Rг– вещественное сопротивление инверсии.

При помощи инверторов сопротивлений можно построить без­ин­дуктивные резонансные контуры, различные безиндуктивные филь­тры, интеграторы напряжения и многие другие устройства. В таких устройствах отсутствуют многие нежелательные факторы, свя­занные с несовершенством катушек индуктивности: насыщение фер­ромаг­нитных сердечников, потери на гистерезис и вихревые токи, большие габариты и масса катушек. Инверторы сопротивлений с ем­костной нагрузкой имеют реактивный (индуктивный) характер вход­ного сопротивления, поэтому такой инвертор не потребляет энергию из цепи, к которой он подключен.

Реализация конверторов сопротивлений на управляемых источниках. При построении конверторов сопротивлений на управляемых источниках напряжения с использованием модели, приведенной на рис.10.2,а, в качестве управляемого источника можно использовать, например, операционный усилитель, выполнив на нем усилитель с ограниченным усилением. Схема такого усилителя без инверсии входного сигнала приведена на рис.10.4,а, а с инверсией – на рис.10.4,б.

Рис.10.4. Схемы неинвертирующего усилителя с ограниченным усилением ОУ (а), инвертирующего усилителя (б) и условное обозначение неинвер­­тирую-

­­щего усилителя (в) и инвертирующего усилителя (г)

Коэффициент усиления по напряжению для схемы, приведенной на рис.10.4,а, определяется по формуле

а для схемы, приведенной на рис.10.4,б ,

Условные схематические обозначения усилителей с ограничен­ным усилением приведены на рис.10.4,в и г.

С помощью таких усилителей можно легко организовать кон­вер­­­торы отрицательной и положительной емкости, схемы которых приведены на рис.10.5. Для схемы конвертора отрицатель­ной емкости, изображенной на рис.10.5,а, входная емкость может быть найдена по формуле

а для схемы конвертора положительной емкости, изображенной на рис.10.5,б, – по формуле

Так, например, при R1=R2 для схемы конвертора (рис.10.5,а) по­лучаем Cвх=-Сн, т. е. емкость на входе конвертора изменяет знак, не изменяя значения.

Рис.10.5. Схемы конвертора отрицатель-

ной (а) и положительной (б) емкостей

 

Другой тип конверторов сопро­тив­ления можно создать на базе источников тока, управляемых током. Простейшим устройством такого типа является биполярный транзистор. В соответствии со схемой такого конвертора (рис.10.2,б) нагрузка должна подключаться параллельно управляемому источнику тока. Упрощенная схема тако­го конвертора приведена на рис 10.6,а. Так как нагрузка Zн включена в эмиттер, то схема является эмиттерным повторителем напряжения, схема замещения которого приведена на рис.10.6,б.

Уравнения для схемы замещения рис.10.6,б имеют вид:

Из этих уравнений получаем входное сопротивление эмиттерного повторителя с нагрузкой:

(10.13)

Рис.10.6. Упрощенная схема конвертора сопротивления на эмиттерном повторителе

(а) и его схема замещения (б)

 

Таким образом, эмиттерный повторитель является конвертором сопротивления с коэффициентом конверсии . Основным недо­статком такого конвертора является неуправляемый коэффициентконверсии.

Реализация инверторов сопротивления на управляемых источниках. При построении инверторов сопротивления на источниках тока, управляемых напряжением, используют уравнения (10.9). Схема инвертора на управляемых источниках тока приведена на рис.10.7,а. Источники тока, управляемые напряжением, можно построить на операционных усилителях или полевых транзисторах. При использовании полевых транзисторов с управляющим р-п­­ пе­­­ре­ходом ток стока определяется напряжением на затворе, а ток затвора ничтожно мал. В результате полевой транзистор можно использовать как источник тока, управляемый напряжением на затворе, для которого .

Схема инвертора сопротивления, построенная на полевых тран­зис­торах, приведена на рис.10.7,б. В этой схеме два полевых транзис­тора включены встречно-параллельно и работают на общую нагрузку .

Рис.10.7. Структурная схема­ инвертора на ис­точ­ни­ках то­ка, управ­ля­емых нап­ряжени­ем (а), и схема ин­вертора на

полевых тран­зисторах (б)

 

Инвертор сопротивления, выполненный на источниках напряже­ния, управляемых током, приведен на рис.10.8,а. В этой схеме два ис­точника напряжения, которые управляются током, включены встреч­но-последовательно. Оба управляемых источника могут иметь общую землю, как показано штриховой линией. В качестве источника напря­жения, управляемого током, можно использовать схему на ОУ, при­ве­­денную на рис.10.8,б. Сопротивление прямой передачи такого ис­точ­ника имеет значение , т. е. .

Рис.10.8. Структурная схема инверто­ра сопротивлений на источниках тока, управ­ляемых током (а), и источник напряжений, управляемый током, на операционном

усилителе (б)


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Что такое фильтр высоких частот и как его использовать в микшировании

У вас много грязи в миксе? Вы пытаетесь усмирить низкие частоты в своем миксе? Вам может понадобиться надежный фильтр высоких частот. Эти важнейшие инструменты микширования подходят для самых разных миксов, и один из них уже ждет вас в вашей DAW!

Но как работает фильтр высоких частот? Ниже мы расскажем все, что вам нужно знать об использовании фильтра высоких частот в ваших миксах, и поделимся несколькими способами, с которых вы можете начать. Давайте погрузимся в это!

Что такое фильтр высоких частот?

Итак, что же такое фильтр высоких частот? По сути, фильтр высоких частот (сокращенно ФВЧ) — это тип фильтра эквалайзера, предназначенный для отсечения посторонних низких частот в определенной точке среза. Фильтры высоких частот также известны как фильтры низких частот.

Как видите, словарь музыкального производства облегчил нам задачу — фильтры высоких и низких частот вырезают низкие частоты, позволяя высоким частотам проходить через микс. В мире музыки существуют различные типы фильтров пропускания звука, и вы найдете эти инструменты практически везде.

HPF можно увидеть на физическом оборудовании, таком как усилители, микрофоны и динамики. Цифровые ВЧ-фильтры также являются неотъемлемой частью вашей DAW — вы найдете их встроенными в плагин эквалайзера и в составе некоторых специализированных компрессоров. Хотя фильтры высоких частот могут стать чрезмерно используемыми инструментами, если вы знаете, как правильно использовать фильтр высоких частот, эти удобные формирователи звука, безусловно, могут привести к созданию отличного микса.

Эквалайзер с фильтром высоких частот против эквалайзера с фильтром низких частот. Эквалайзер с фильтром низких частот

Вообще говоря, фильтр высоких частот и фильтр низких частот — это противоположные полосовые фильтры. Фильтр высоких частот ослабляет срез нежелательных низких частот, а фильтр низких частот ослабляет проблемные частоты на высоком конце частотного спектра. Как вы увидите ниже, фильтр низких частот выглядит как обратная сторона фильтра высоких частот или эквалайзера высоких частот:

Как работает фильтр высоких частот?

Фильтр высоких частот работает путем создания крутизны вокруг частоты среза для вырезания низких частот, выделения высоких частот в треке или просто создания пространства в миксе. Этот полосовой фильтр предназначен для отсечения низкочастотного содержимого, которое замутняет ваш микс. Фильтры высоких частот устраняют очень низкие частоты, делая так, чтобы шум не проходил за пределы установленного крутизны и частоты среза.

В зависимости от выбранного вами фильтра, вы можете регулировать силу этого наклона, форму наклона и, самое главное, точку среза, при которой вступает в игру ваш фильтр, измеряемую в Гц.

Активные и пассивные фильтры. Пассивные фильтры высоких частот

Хотя не обязательно выделять отдельную категорию для активных и высокочастотных фильтров, стоит отметить, что вы можете использовать высокочастотный фильтр в таком инструменте, как динамический эквалайзер. Таким образом, фильтр высоких частот можно считать «активным», поскольку он вступает в игру только тогда, когда это происходит автоматически.

Пассивный фильтр высоких частот, в данном примере, просто регулирует отдельные дорожки на одинаковое значение в течение всей песни. Однако даже традиционные плагины параметрических эквалайзеров с фильтрами высоких частот обладают свойствами, которые можно автоматизировать, чтобы вы могли точно настроить впечатления слушателя через призму фильтров.

Аналоговые и цифровые фильтры. Цифровые фильтры высоких частот

И аналоговые, и цифровые фильтры высоких частот предназначены для удаления нежелательного низкочастотного содержимого в обрабатываемом аудиосигнале. При этом программировать цифровой фильтр высоких частот может быть немного проще, поскольку при использовании аналогового оборудования у вас может быть ограничена полоса пропускания или возможности микширования.

Аналоговое оборудование может иметь преимущество в том, что оно добавляет определенную атмосферу тепла, которую сложно воссоздать в цифровом виде, а также имеет сильную частоту среза для встроенных фильтров высоких частот. В конечном счете, оба инструмента могут быть невероятно полезны — вам просто нужно решить, какой из них имеет наибольший смысл для ваших нужд, исходя из вашей звуковой ситуации.

Как использовать фильтр высоких частот

Фильтр высоких частот, сокращенно HPF, не сложен в использовании, но его нужно применять правильно, чтобы он не оказывал негативного влияния на обработанный сигнал. Вот основные рекомендации о том, как правильно использовать фильтр высоких частот в своей музыке.

1. Найдите свой источник низких цен и определите свои цели.

Для начала определите источник низкочастотной информации. Прежде чем использовать фильтр высоких частот, определите цели микширования — пытаетесь ли вы отсечь всю звуковую информацию на частоте среза? Или вы стремитесь к более тонкому звучанию? Потратьте время на обдумывание своих звуковых целей для достижения наилучших результатов.

2. Начните с того, что заходите слишком далеко, а затем сбавьте обороты.

В идеале фильтр высоких частот следует использовать как можно реже, поскольку чрезмерное его использование может привести к безжизненному миксу. Медленно регулируйте полосу пропускания фильтра низких частот, пока не определите, что фильтр слишком сильный. С этого момента немного уменьшите его.

3. Проверьте свой звук в контексте остального микса.

Не забывайте, что многие цели фильтрации связаны с созданием пространства в остальной части микса. Прежде чем приступать к конкретным настройкам фильтрации в плагине эквалайзера, проверьте, как ваш измененный сигнал впишется в остальную часть сессии.

7 способов использования фильтров высоких частот в микшировании

Когда дело доходит до использования фильтра высоких частот, возможности безграничны. Учитывая это, вот 7 основных способов, с помощью которых вы можете включить эти полосовые фильтры в свою технику микширования.

  • Отключение низких частот
  • Помогая другим частотам сиять
  • Для автоматизации звука
  • Создание пространства для ударного барабана
  • Учет эффекта близости
  • Балансировка вашего микса
  • В качестве легкого перехода во время вашего сета

1. Устранение низких частот

Низкие частоты, как известно, трудно укротить, их легче услышать, что может привести к большому количеству ненужных частотных накоплений. Фильтры высоких частот могут облегчить вам прохождение через шум, особенно на других инструментах, которым не нужно много низкой информации в частотном спектре, чтобы удержать свои позиции. Например, вы можете использовать HPF для отсечения лишних шумов на низких частотах в треке хай-хэта или малого барабана, чтобы освободить место и внести ясность в партии, которым требуется больше информации о низких частотах, например, ударным или бас-гитаре.

2. Помогая другим частотам или высоким частотам светить

Когда вы вырезаете частоты из одной группы, вы помогаете другой группе засиять или стать более слышимой. Поэтому фильтр высоких частот можно использовать как способ продвижения более высоких частот в вашем миксе. Это особенно полезно для вокального трека, где больше высоких частот может помочь создать более яркий, четкий звук с большей ясностью.

3. Для автоматизации звука

Как и любой другой плагин, HPF может быть автоматизирован для создания большего интереса во всем миксе. Вы можете экспериментировать с автоматизацией частоты среза, полосы пропускания и наклона фильтра. Динамический фильтр высоких частот может легко сделать ваш микс более динамичным и энергичным.

4. Создание пространства для ударного барабана

Часто бывает, что между кик-барабаном и басовой партией возникает конфликт. Поэтому вы можете использовать HPF, чтобы отточить все низкие частоты ударной установки, которые не должны там присутствовать. Или же вы можете автоматизировать фильтр высоких частот или динамический эквалайзер, чтобы обрезать бас на определенной частоте среза всякий раз, когда в игру вступает ударная установка.

5. Учет эффекта близости

Эффект близости гласит, что чем ближе певец находится к микрофону, тем больше низкочастотной информации будет улавливать запись. Поэтому вам может понадобиться использовать фильтр высоких частот для устранения проблем с низкими частотами, особенно в вокале. Тем не менее, вполне возможно, что вам придется вернуться к стадии записи — в конце концов, плохо записанный основной вокал может легко разрушить трек.

6. Балансировка вашего микса

Создание отличного микса — это баланс и выбор. Поэтому очень важно установить продуманные точки частоты среза, которые отвечают потребностям ваших инструментов в контексте друг с другом. Возможно, имеет смысл подходить к каждой секции вашего микса по частотному диапазону. Например, вы можете подобрать инструменты в низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной группах в отдельных секциях.

Отсюда можно определить частоту среза, необходимую для каждого инструмента в этих группах, чтобы помочь наиболее важному треку

7. В качестве легкого перехода во время вашего сета

Как полосовые, так и полосовые фильтры могут создавать удивительные, простые, но достаточные переходы в диджейских сетах или микстейпах. Не забывайте экспериментировать с ослаблением этих фильтров в контексте от одной песни к другой. Вы также можете автоматизировать свой фильтр нижнего среза на аналоговую ручку микширования для дополнительной мощности.

Другие применения фильтров высоких частот в музыке

По сути, с фильтрами высоких частот в процессе записи, микширования и мастеринга перед вами открываются неограниченные возможности! Тем не менее, используйте эти инструменты осторожно, так как они могут быть одним из наиболее часто используемых инструментов в музыке — не вырезайте энергию низких частот аудиосигнала, если в этом нет необходимости.

Одним из примеров других способов использования HPFs в вашей музыке является размещение этих полосовых фильтров на дорожках реверберации или задержки. Это связано с тем, что часто лучше использовать эти плагины отражения на высоких частотных диапазонах, чем на низких. Также стоит подумать об использовании фильтра высоких частот в контексте всей вашей цепи эффектов.

Например, использование определенного компрессора может вызвать нежелательное усиление звука на инструментах. Возможно, вам придется компенсировать это в миксе, добавив фильтр высоких частот после обработанного сигнала в цепочке микширования.

Вопросы и ответы по фильтру высоких частот

Вы все еще пытаетесь понять магию фильтров высоких частот? Вот некоторые часто задаваемые вопросы и ответы на них, которые помогут вам лучше понять их.

Для чего используется фильтр высоких частот?

Фильтр высоких частот или фильтр низких частот используется для вырезания или уменьшения влияния низких частот. Низкие частоты могут быть печально известны тем, что при неправильной обработке создают грязь. Фильтры высоких частот помогают усмирить эту область без чрезмерной обработки звука.

Где разместить фильтр высоких частот?

Фильтр высоких частот следует использовать там, где вы заметили слишком много низких частот. Вы можете использовать фильтр высоких частот практически на любом инструменте, если точка кроссовера не настолько сильна, что лишает звук жизни.

Нужно ли использовать фильтр высоких частот для вокала?

Очень часто фильтр высоких частот используется для вокала, поскольку он может нести много ненужной низкочастотной информации. Тем не менее, нужно быть осторожным при использовании фильтра высоких частот на вокале, так как можно переборщить и лишить звук энергии.

Как работает фильтр высоких частот в усилителе?

Фильтры высоких частот, встроенные в устройства воспроизведения и усилители, работают так же, как и в вашей DAW. Они предназначены для отсечения посторонних низких частот между предусилителем и усилителем, создавая более чистый звук или различные стили одного и того же сигнала.

Имеют ли фильтры высоких частот полосу пропускания?

Да! Любой тип фильтра имеет полосу пропускания, которую можно регулировать в зависимости от потребностей конкретного звука. Чем меньше полоса пропускания фильтра высоких частот, тем больше низких частот вы вырезаете. Большая полоса пропускания позволяет пропускать больше частот.

Является ли фильтр высоких частот тем же самым, что и кроссовер?

Кроссоверный фильтр может использоваться для разделения сигнала динамика на различные диапазоны частот. Фильтр высоких частот, как правило, используется в более электронных установках, полностью фокусируясь на отсечении низких частот аудиосигнала.

В чем разница между фильтрами высоких и низких частот?

Разница между фильтрами высоких и низких частот основана на том, что они собираются отсекать в плане частот. Фильтры низких частот используются для отсечения посторонних высоких частот. Фильтры высоких частот предназначены для отсечения лишних низких частот.

Как использовать фильтр высоких частот на вокале?

Вы должны быть особенно осторожны при использовании фильтра высоких частот на вокале — слишком легко вырезать слишком много низких частот, оставив ваш аудиосигнал без энергии и эмоций. При работе с вокалом постепенно расширяйте полосу пропускания фильтра высоких частот, пока не достигнете точки, где он зашел слишком далеко, и верните его обратно.

Каково сопротивление фильтра высоких частот?

Импеданс сильно варьируется в зависимости от конкретного аудиооборудования, независимо от того, используется ли в нем фильтр высоких частот. Как правило, аудиоустройства с более высоким входным импедансом могут работать с малой мощностью, что делает их более востребованными в живых выступлениях.

Что делает кроссовер высоких частот?

Как и фильтр высоких частот, кроссовер высоких частот предназначен для отсечения нежелательных низких частот. Обычно кроссовер высоких частот пропускает частоты в диапазоне 5 кГц-20 кГц, опуская все остальные части сигнала. Это помогает сделать выходной сигнал воспроизведения максимально чистым.

Как видите, существует множество способов использования универсального фильтра высоких частот в вашем миксе и рабочем процессе создания музыки. Надеюсь, это руководство по HPF облегчит вам включение этого мощного инструмента в ваши сессии. Счастливого микширования!

Что такое фильтр высоких частот? Принципиальная схема, характеристики и применение

Была эпоха, когда во время телефонного звонка на расстоянии нужно было подносить рот очень близко к передатчику, говорить очень медленно и очень громко, чтобы сообщение было ясно слышно человеку на другом конце провода. Сегодня мы даже можем совершать видеозвонки по всему миру с высококачественным разрешением. Секрет такого грандиозного развития технологий заключается в Электрические фильтр теория и Теория линии передачи . Электрические фильтры — это схемы, которые пропускают только выбранную полосу частот, подавляя другие нежелательные частоты. Один из таких фильтров — Фильтр высоких частот .



Что такое фильтр высоких частот?

Определение фильтра высоких частот представляет собой фильтр, который пропускает только те сигналы, частота которых выше частоты среза, тем самым ослабляя сигналы более низких частот. Значение частоты среза зависит от конструкции фильтра.


Цепь фильтра высоких частот

Базовый фильтр высоких частот создается путем последовательного подключения конденсатор и резистор . Пока входной сигнал подается на конденсатор , вывод отображается через резистор .



Цепь фильтра высоких частот

В этой схеме конденсатор имеет высокое реактивное сопротивление на более низких частотах, поэтому он действует как разомкнутая цепь для низкочастотных входных сигналов до тех пор, пока не будет достигнута частота среза «fc». Фильтр ослабляет все сигналы ниже уровня частоты среза. На частотах выше уровня частоты среза реактивное сопротивление конденсатора становится низким, и он действует как короткое замыкание на эти частоты, позволяя им проходить непосредственно на выход.



Пассивный RC-фильтр высоких частот

Показанный выше фильтр высоких частот также известен как Пассивный RC-фильтр высоких частот поскольку схема построена с использованием только пассивные элементы . Для работы фильтра нет необходимости подключать внешнее питание. Здесь конденсатор является реактивным элементом, а выходной сигнал проходит через резистор.

Характеристики фильтра высоких частот

Когда мы говорим о частота среза мы ссылаемся на точку в частотная характеристика фильтра где усиление равно 50% от пикового усиления сигнала. 3 дБ от пикового усиления. В фильтре высоких частот усиление увеличивается с увеличением частот.


Кривая частоты фильтра высоких частот

Эта частота среза fc зависит от значений R и C схемы. Здесь постоянная времени τ = RC, частота среза обратно пропорциональна постоянной времени.

Частота среза = 1 / 2πRC

Коэффициент усиления схемы определяется выражением AV = Vout / Vin

. т.е. AV = (Vвых.) / (Vв.) = R / √ (Rдва+ Xcдва) = R / Z

На низкой частоте f: Xc → ∞, Vout = 0

На высокой частоте f: Xc → 0, Vout = Vin

Частотная характеристика фильтра высоких частот или диаграмма Боде фильтра высоких частот

В фильтре верхних частот ослабляются все частоты, лежащие ниже частоты среза «fc». В этой точке частоты среза мы получаем усиление -3 дБ, и в этой точке реактивные сопротивления конденсатора и резистора будут одинаковыми. R = Xc. Прирост рассчитывается как

Усиление (дБ) = 20 log (Vout / Vin)

Наклон кривой фильтра высоких частот составляет +20 дБ / декаду. после прохождения уровня частоты среза выходной отклик схемы увеличивается от 0 до Vin со скоростью +20 дБ на декаду, что составляет 6 дБ на октаву.

Частотная характеристика фильтра высоких частот

Область от начальной точки до точки отсечки частоты называется полосой остановки, поскольку пропускать частоты не разрешается. Область сверху от точки частоты среза. т.е. точка -3 дБ известна как полоса пропускания . На частоте среза амплитуда точечного выходного напряжения составит 70,7% входного напряжения.

Здесь полоса пропускания фильтра обозначает значение частоты, с которой разрешено проходить сигналам. Например, если полоса пропускания фильтра верхних частот задана равной 50 кГц, это означает, что разрешены только частоты от 50 кГц до бесконечности.

Фазовый угол выходного сигнала +450 на частоте среза. Формула для расчета фазового сдвига фильтра высоких частот:

∅ = arctan ⁡ (1 / 2πfRC)

Кривая фазового сдвига

В практическом применении выходной сигнал фильтра не простирается до бесконечности. Электрические характеристики фильтрующих элементов накладывают ограничение на отклик фильтра. Правильно подобрав компоненты фильтра, мы можем отрегулировать диапазон частот, которые нужно ослабить, диапазон, который нужно пройти и т. Д.

Фильтр высоких частот с использованием операционного усилителя

В этом фильтре высоких частот вместе с пассивными фильтрующими элементами мы добавляем Операционный усилитель к цепи. Вместо получения бесконечного выходного отклика здесь выходной отклик ограничен разомкнутым контуром характеристики операционного усилителя . Следовательно, этот фильтр действует как полосовой фильтр с частотой среза, которая определяется полосой пропускания и характеристиками усиления операционного усилителя. 2)

где Af — коэффициент усиления полосы пропускания фильтра = 1+ (R2) / R1

f — частота входного сигнала в Гц

fc — частота среза

Когда низкая толерантность резисторы и конденсаторы Эти фильтры High Pass Active обеспечивают хорошую точность и производительность.

Активный фильтр высоких частот

Фильтр высоких частот с использованием ОУ также известен как активный фильтр высоких частот потому что наряду с пассивными элементами конденсатор и резистор активный элемент В схеме используется операционный усилитель. . Используя этот активный элемент, мы можем управлять частотой среза и диапазоном выходной характеристики фильтра.

Фильтр высоких частот второго порядка

Все схемы фильтров, которые мы видели до сих пор, считаются фильтрами верхних частот первого порядка. В фильтре верхних частот второго порядка добавлен дополнительный блок RC-сети. фильтр верхних частот первого порядка на входном пути.

Фильтр высоких частот второго порядка

В АЧХ фильтра высоких частот второго порядка аналогичен фильтру верхних частот первого порядка. Но во втором порядке полоса заграждения фильтра верхних частот будет вдвое больше, чем у фильтра первого порядка при 40 дБ / декада. Фильтры более высокого порядка могут быть сформированы путем каскадирования фильтров первого и второго порядка. Хотя порядок не ограничен, размер фильтров увеличивается вместе с их порядком, и точность ухудшается. Если в фильтре более высокого порядка R1 = R2 = R3 и т. Д.… И C1 = C2 = C3 = и т. Д., То частота среза будет одинаковой независимо от порядка фильтра.

Фильтр высоких частот второго порядка

Частота среза активного фильтра верхних частот второго порядка может быть задана как

fc = 1 / (2π√ (R3 R4 C1 C2))

Передаточная функция фильтра высоких частот

Поскольку импеданс конденсатора часто меняется, электронные фильтры имеют частотно-зависимую характеристику. (n-1) + ⋯ + b0)

В порядок фильтра известен по степени знаменателя. Полюсы и нули схемы извлекаются путем решения корней уравнения. Функция может иметь действительные или комплексные корни. То, как эти корни нанесены на плоскость s, где σ обозначается горизонтальной осью, а ω обозначается вертикальной осью, раскрывает много информации о схеме. Для фильтра верхних частот ноль находится в начале координат.

H (jω) = Vout / Vin = (-Z2 (jω)) / (Z1 (jω))

= — R2 / (R1 + 1 / jωC)

= -R2 / R1 (1 / (1+ 1 / (jωR1 C))

Здесь H (∞) = R2 / R1, усиление при ω → ∞

τ = R1 C и ωc = 1 / (τ). ωc = 1 / (R1C) это частота среза

Таким образом, передаточная функция фильтра верхних частот определяется выражением H (jω) = — H (∞) (1 / (1+ 1 / jωτ))

= — H (∞) (1 / (1- (jωc) / ω))

Когда входная частота низкая, тогда Z1 (jω) велико, поэтому выходной отклик низкий. 2) = 0 при ω = 0 H (∞) / √2 при ω = ω_c

и H (∞), когда ω = ∞. Здесь отрицательный знак указывает на фазовый сдвиг.

Когда R1 = R2, s = jω и H (0) = 1

Итак, передаточная функция фильтра высоких частот H (jω) = jω / (jω + ω_c)

Масляный фильтр высоких частот

Помимо подавления нежелательных частот, идеальный фильтр должен также иметь равномерную чувствительность для требуемых частот. Такой идеальный фильтр непрактичен. Но Стивен Баттер Ворс в своей статье «К теории фильтров-усилителей» показал, что такого типа фильтра можно добиться, увеличив количество фильтрующих элементов нужной величины.

Сливочный фильтр спроектирован таким образом, что дает плоскую частотную характеристику в полосе пропускания фильтра и уменьшается до нуля в полосе заграждения. Базовый прототип Сливочный фильтр это конструкция нижнего прохода но по доработкам high pass и полосовые фильтры может быть разработан.

Как мы видели выше, коэффициент усиления блока фильтра верхних частот первого порядка равен H (jω) = jω / (jω + ω_c)

Для n таких фильтров последовательно H (jω) = (jω / (jω + ω_c)) ^ п которое при решении равно

‘N’ контролирует порядок перехода между полосой пропускания и полосой заграждения. 2) для заказа 2

Следовательно, передаточная функция каскада в фильтре высоких частот равна

График Боде масляного фильтра высоких частот

Применение фильтра высоких частот

Применения фильтра высоких частот в основном включают следующее.

  • Эти фильтры используются в динамиках для усиления.
  • Фильтр верхних частот используется для удаления нежелательных звуков около нижнего края слышимого диапазона.
  • Чтобы предотвратить усиление Постоянный ток что может повредить усилитель, для связи по переменному току используются фильтры высоких частот.
  • Фильтр высоких частот в Обработка изображений : Фильтры высоких частот используются при обработке изображений для повышения резкости деталей. Применяя эти фильтры к изображению, мы можем преувеличить каждую крошечную деталь изображения. Но чрезмерное усердие может повредить изображение, поскольку эти фильтры усиливают шум в изображении.

Для достижения стабильных и идеальных результатов в конструкцию этих фильтров еще предстоит внести множество изменений. Эти простые устройства играют важную роль в разные Системы управления , автоматические системы, Обработка изображений и звука. Какое из приложений Фильтр высоких частот вы сталкивались?

Фильтр низкой частоты. Что это?


про фильтр низкой частоты для сабвуфера

     Здравствуйте.
     В связи с тем, что огромное количество народа интересуется фразой «фильтр низкой частоты для сабвуфера», решил создать страничку с некоторыми «словесными» собственными пояснениями.
      Наше ухо может воспринимать звук от 20 Герц до 20 000 Герц (причём, что ближе к 20 Гц — это бас, низкие ноты, а что ближе к 20 000 Гц — это писк, высокие ноты). Для тех, кто хочет послушать, как звучат различные частОты, предлагаю скачать маленькую программку NCH ToneGen. Её даже не надо устанавливать. Вобщем — скачиваем, запускаем. Перед нами небольшое окошко программы, куда мы забиваем число (Hz — Герцы). Например, забиваем туда «300» и жмём «Start». Теперь вы имеете представление, как звучат 300 Гц. Далее нажимаем маленькую кнопочку «-» частота меняется на «283» и т.д. Таким образом мы спускаем частоту всё ниже и слушаем, как она звучит.
     Теперь вы имеете представление, что такое частота и как она воспринимается слухом. Далее следует определиться, какая частота среза нам нужна. Частота среза — это такая частота, выше которой (т.е. при движении на «писк») звук от сабвуфера нам не нужен. Сабвуфер специально разрабатывается так, что бас он воспроизводит хорошо, а вот «верха» он воспроизводит с очень большими искажениями. Поэтому то и ставится фильтр — чтобы «убить» весь «писклявый» звук, который саб не должен играть. Итак — надо определиться, выше какой частоты мы не хотим, чтобы саб играл. Общая тенденция такая — чем меньше басовый динамик в саттелите (саттелит — колонка, с которой будет работать вместе сабвуфер), тем выше частота среза у фильтра для саба. Т.е. если в вашей колонке (к которой вы хотите пристроить сабвуфер) размер басового динамика 10 см, то саб вам понадобится с частотой среза 300 Гц. Если размер басовика в колонке 30 см, то саб понадобится с частотой среза 100 Гц. Всё конечно зависит ещё от конкретного случая. Причём, у самого саба тоже есть тенденции — если сабовый динамик маленький (напр. 20 см), то вряд ли он сможет играть самые низкие частоты — т.е. такой саб сможет играть не с 20 Гц, а например с 80 Гц вверх (тогда рационально его пустить играть повыше — например до 300 Гц). Если же размер сабового динамика большой (например 38 см), то такой саб сможет играть например с 30 Гц вверх (тогда рационально его пустить играть пониже, например — до 120 Гц). В общем случае — чем более низкие частоты играет саб, тем лучше. Высокие частоты (200 — 300 Гц) сабвуфер воспроизводит с большими искажениями (на слух).
     Вобщем, предположим, что вы определили для себя, частоту среза планируемого фильтра для саба. Далее — сами фильтры. Они бывают пассивные и активные.
     Пассивные фильтры — это огромные катушки индуктивности с конденсаторами. Таким фильтрам не требуется отдельного усилителя и отдельного напряжения питания фильтра. Пассивный фильтр напрямую подключается к сабовому динамику. В продаже бывают готовые пассивные фильтры (сразу обычно заметно катушку из толстой медной проволоки). Но вся проблема в том, что чем ниже частота среза, тем больше требуются размеры катушки. В связи с этим, для частоты среза в 400 Гц ещё реально сделать пассивный фильтр (но размеры уже получатся внушительные). А вот для частоты в 200 Гц делать пассивный фильтр нерационально — катушка получится весом примерно 10 кг (при нормальной мощности саба).
     Тут ещё есть момен — крутизна спада фильтра. Крутизна спада — это такой параметр, который показывает, как сильно звук будет глушиться выше частоты среза. Дело в том, что даже при установке фильтра звук выше частоты среза не резко «отрубается», а потихоньку затухает (если повышать частоту звука).
     Характеристикой быстроты затухания звука вверх по частоте является «порядок фильтра». Первый порядок даёт слабое затухание. Есть второй, третий, четвёртый и т.д. порядок фильтра. Четвёртый порядок даёт уже очень сильное затухание звука выше частоты среза. Так вот, если делать пассивный фильтр на частоту 400 Гц 1-го порядка, то это ещё реально, но 4-го порядка — количество деталей там будет большое и фильтр получится слишком громоздким. А затухание звука выше частоты среза нам бы желательно иметь по возможности резкое.
     Вобщем, из-за того что частоту среза сабвуфера обычно берут низкую (напр. 200 Гц), порядок фильтра высокий (напр. 4-ый порядок), конструкция пассивного фильтра отпадает (т.к. такой фильтр весил бы порядка 30 кг и имел бы размеры, сопоставимые с самим сабвуфером), а применяют активные фильтры. В активном фильтре несложно сделать высокий порядок фильтрации и низкую граничную частоту (радиодетали мизерных размеров). Но активному фильтру низких частот (ФНЧ) обязаиельно требуется отдельное питание и отдельный усилитель на сабвуферный канал. Также часто может понадобиться сумматор — его задача из правого и левого канала звука сделать некий один канал, для сабвуфера.
     Схем активных ФНЧ различного порядка довольно много. Выкладываю некоторые, которые сохранял у себя на компе.

изучение схем частотной фильтрации сигнала

Цель работы: изучение схем частотной фильтрации сигнала на примере RC- фильтров.

Используемое оборудование и средства: персональный компьютер, программа Electronics Workbench.

Методические указания: практическая работа выполняется студентами за два часа аудиторных занятий. Используются файлы filter_01, filter_02, filter_03, filter_04. Перечень моделируемых схем и заданий определяется преподавателем в зависимости от подготовленности группы и продолжительности занятий.

Фильтрация сигналов. Фильтры

Фильтрация — преобразование сигналов с целью изменения соотношения между их различными частотными составляющими. Фильтры обеспечивают выделение полезной информации из смеси информационного сигнала с помехой с требуемыми показателями. Основная задача выбора типа фильтра и его расчета заключается в получении таких параметров, которые обеспечивают максимальную вероятность обнаружения информационного сигнала на фоне помех. Частотно- избирательная цепь, выполняющая обработку смеси сигнала и шума некоторым наилучшим образом, называется оптимальным фильтром. Критерием оптимальности принято считать обеспечение максимума отношения сигнал-шум. Это требование приводит к выбору такой формы частотного коэффициента передачи фильтра, которая обеспечивает максимум отношения сигнал-шум на его выходе. В задачах линейной фильтрации предполагается, что наблюдаемый реальный процесс представляет собой аддитивную смесь сигнала и помехи.

 

Фильтры используются для пропускания сигналов в нужном диапазоне частот и ослабления сигналов вне этого диапазона. классификация фильтров в первую очередь проводится по виду амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) фильтров низких частот (ФНЧ), верхних частот (ФВЧ), полосно-пропускающего фильтра (ППФ) и полосно-заграждающего (режекторного) фильтра (ПЗФ). Например, фильтр нижних частот пропускает сигналы низких частот, включая нулевые, и задерживает мешающие радиочастотные сигналы. На рис. показана принципиальная схема пассивного фильтра нижних частот (ФНЧ) первого порядка. Порядок фильтра определяется числом входящих в него элементов, способных запасать энергию, т.е. конденсаторов и катушек индуктивности. Сигналы низких частот проходят через ФНЧ на его выход. Высокочастотные сигналы замыкаются через конденсатор на землю и не появляются на выходе фильтра. Граничная частота фильтра fс = 1/T [рад/с], где т = RC — постоянная времени.

Если в фильтре нижних частот поменять местами резистор и конденсатор, то получится пассивный фильтр верхних частот (ФВЧ) первого порядка. Граничная частота определяется тем же выражением, что и для ФНЧ.

АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Активные фильтры состоят из ОУ, работающих в линейном режиме, и пассивных элементов. Современные операционные усилители имеют хотя и высокую, но ограниченную полосу пропускания, поэтому в настоящее время активные фильтры строятся для частот, редко превышающих 0,1 МГц. Однако именно на более низких частотах, где катушки индуктивностей громоздки, активные фильтры и находят широкое применение. Если в базовую схему инвертирующего усилителя добавить конденсатор обратной связи С (рис.), то получается активный ФНЧ первого порядка. Этот фильтр является совмещением обычной интегрирующей цепи и инвертирующего операционного усилителя. Благодаря большому входному сопротивлению операционный усилитель не нагружает интегрирующую цепь, и передаточная характеристика фильтра определяется интегрирующей цепью:

Н (s) = K⋅fo/(s +f0).

Фильтр называется фильтром первого порядка, поскольку многочлен в знаменателе передаточной характеристики имеет первую степень аргумента s. АЧХ этого фильтра идентична АЧХ пассивного ФНЧ первого порядка.

Рис. Активный фильтр нижних частот первого порядка, (а) Принципиальная схема, (б) Амплитудно-частотная характеристика.

Единственное преимущество этой схемы (но весьма существенное) — очень низкий выходной импеданс, обеспечиваемый ОУ, поэтому нагрузочные эффекты пренебрежимо малы, характеристики фильтра не зависят от сопротивлений нагрузки и источника сигнала, нет необходимости включать их в эквивалентную схему фильтра, что необходимо при рассмотрении пассивных фильтров.

Добавляя конденсатор С на входе базовой схемы инвертирующего усилителя, получаем активный ФВЧ первого порядка. Его АЧХ идентична АЧХ пассивного ФВЧ первого порядка

 

Активный фильтр верхних частот первого порядка, (а) Принципиальная схема, (б) Амплитудно-частотная характеристика.

На рис. представлены принципиальные схемы активных фильтров второго и третьего порядков. Фильтр второго порядка получается путем каскадного соединения двух RС- фильтров и введения положительной обратной связи для увеличения коэффициента передачи фильтра на граничной частоте. В фильтре третьего порядка на входе включен еще один дополнительный RС- фильтр. Каскадируя фильтры второго и третьего порядков, можно получить фильтры более высоких порядков.

рис. (а) Активный фильтр нижних частот второго порядка, (б) Нормированный активный фильтр нижних частот третьего порядка.

Активный фильтр верхних частот второго порядка, Нормированный активный фильтр верхних частот третьего порядка.

Путем последовательного соединения ФНЧ и ФВЧ получаются полосовые фильтры с широкой полосой пропускания. При этом частота среза фильтра нижних частот выше частоты среза верхних частот и лишь в частном случае эти частоты могут быть взяты равными.

Режекторный фильтр получается не при каскадном, а при параллельном включении входов и выходов фильтров нижних и верхних частот. При этом получается суммирование их полос пропускания.

В общем случае передаточную функцию фильтра нижних частот п -го порядка можно представить в виде:

H(s) = K0 / (1+ a1s + a2s2 +  …  +ansn)

В зависимости от вида полинома в знаменателе различают фильтры Баттерворта, Бесселя, Чебышева и др.

Фильтры Баттерворта. Эти фильтры характеризуются максимально плоской АЧХ в полосе пропускания в сочетании с высокой крутизной затухания (крутизной АЧХ вне полосы пропускания). Управление величиной коэффициента передачи и перестройка по частоте в широком диапазоне осуществляются в этих фильтрах проще, чем в других фильтрах, поскольку при каскадном соединении все секции настраиваются на одну и ту же частоту.

Фильтры Чебышева. Эти фильтры обеспечивают наивысшую крутизну затухания. Однако за это приходится «платить» потерей равномерности АЧХ в полосе пропускания (на АЧХ появляются колебательные выбросы). Чем выше крутизна затухания, тем сильнее неравномерность. В зависимости от допустимого уровня нерав­номерности АЧХ в полосе пропускания используются различные таблицы для расчета этих фильтров. Поскольку амплитуда всех этих колебаний одинакова, то фильтр Чебышева называют также фильтром равномерных пульсаций.

В инверсном фильтре Чебышева АЧХ монотонно изменяется в полосе пропускания и пульсирует в полосе заграждения. У эллиптического фильтра АЧХ характеризуется равномерными пульсациями как в полосе пропускания, так и в полосе заграждения.

Фильтры Бесселя. В фильтре Бесселя наилучшая аппроксимация ищется не для амплитудно-частотной, а для фазо- частотной характеристики фильтра. Для того чтобы фильтр не искажал сигнала, спектр которого лежит в полосе пропускания, требуется, чтобы запаздывание выходного сигнала относительно входного было одинаковым для всех гармоник. Поскольку фазовый сдвиг измеряется в долях периода рассматриваемой гармоники, то постоянство времени запаздывания равносильно линейной частотной зависимости фазового сдвига выходного сигнала относительно входного сигнала фильтра. Фильтр Бесселя обеспечивает наилучшее приближение реальной фазо- частотной характеристики к идеальной линейной зависимости, соответствующей постоянному запаздыванию. Фильтры Бесселя обладают максимально плоской характеристикой группового времени запаздывания (производная от ФЧХ по частоте.) при воздействии на фильтр ступенчатого сигнала. Однако крутизна затухания фильтра невелика.

Таблицы для расчета фильтров позволяют упростить их расчет. Предполагается, что для нормированного фильтра граничная частота = 1 рад/с. Для всех резисторов фильтра Rо = 1 0м. Емкости Со, всех конденсаторов указаны в таблице в фарадах. Параметры ωо, r0 ,Со, характеризуют некоторый «нормированный» фильтр; масштабирование их значений для реального фильтра осуществляется с помощью уравнения

ωо r0Со i= ω r Сi.

Параметры ω и R выбираются произвольно и затем из этого уравнения определяются значения емкостей Сi.

Рис. Графики амплитудно-частотных характеристик активных фильтров нижних частот четвертого порядка

1 — фильтр Баттерворта; 2 — фильтр Чебышева; 3 — инверсный фильтр Чебышева; 4 — эллиптический фильтр; 5 — фильтр Бесселя

Чаще других для реализации активных фильтров применяют звенья Саллена— Ки и Рауха, схемы которых показаны на рис.

Звено по схеме а построено на основе неинвертирующего усилителя или, как его называют в теории активных фильтров, источника напряжения, управляемого напряжением (еще одно название — структура Саллена— Ки). Звено по схеме рис. б называют звеном с многопетлевой обратной связью или структурой Рауха.

 

Рис. Схемы активных звеньев второго порядка

звенья фильтров Саллена- Ки и Рауха пригодны для реализации только полиномиальных фильтров (Баттерворта, Чебышева и Бесселя). Более универсальным, хотя и более сложным, является биквадратное звено, схема которого показана на рис. Биквадратное звено содержит большее число элементов, но менее чувствительно к неточности элементов и проще в настройке.

Рис. Схема биквадратного активного звена

На следующем рисунке представлены схемы фильтров второго порядка для моделирования средствами EWB.

 

На рис. представлена копия экрана EWB при моделировании НЧ- фильтра второго порядка (файл filter_02).

Калькулятор фильтра нижних частот

— ElectronicBase

Фильтр нижних частот пропускает только сигналы ниже своей частоты среза и ослабляет компоненты выше нее. Вот как рассчитать различные варианты пассивных фильтров нижних частот. В дополнение к формулам в помощь доступны несколько калькуляторов низких частот.

Общие сведения о фильтре нижних частот

Низкочастотный фильтр обозначает компонент в электротехнике, который ослабляет или блокирует высокие частоты и позволяет низким частотам проходить практически беспрепятственно.Также распространен термин фильтр нижних частот. Термин «пассивный» просто означает, что схема фильтра нижних частот построена без усилительного элемента. При использовании операционного усилителя у нас есть активный фильтр нижних частот.

Фильтр нижних частот используется, когда нежелательны быстрые и резкие изменения напряжения на выходе. Он используется, например, в конструкции низкочастотных динамиков для улучшения их акустики. Также в сетевых фильтрах часто используется фильтр нижних частот для удаления передаваемых паразитных частот из энергосистемы.

Специалисты различают фильтр нижних частот 1-го порядка и фильтр нижних частот второго порядка. Мы объясняем элементы каждого фильтра нижних частот, как он работает и как рассчитать фильтр нижних частот. Поскольку это очень сложные расчеты, мы также предоставляем калькулятор фильтра нижних частот .

Пассивный фильтр нижних частот 1-го порядка

Фильтр нижних частот первого порядка состоит из резистора и конденсатора , соединенных последовательно. Поэтому термин RC low pass является обычным, где \(R\) обозначает резистор, а \(C\) — конденсатор.Параллельно конденсатору снимается выходное напряжение \(V_{out}\). Это важно, потому что в противном случае это фильтр верхних частот.

При быстрых изменениях входного напряжения \(V_{in}\) напряжение на конденсаторе практически не падает, в результате чего выходное напряжение \(V_{out}\) также стремится к 0. На с другой стороны, если есть медленное изменение напряжения \(V_{in}\), часть напряжения на конденсаторе падает. Выходное напряжение \(V_{out}\) изменяется с временной задержкой.В следующем разделе мы хотим рассчитать RC-фильтр нижних частот и пролить свет на передаточную функцию фильтра нижних частот первого порядка.

RC фильтр нижних частот – принцип работы

Выходное напряжение \(V_{out}\) следует за неустойчивым входным напряжением \(V_{in}\), задержанным во времени на той же высоте прыжка. Это связано с тем, что измененное входное напряжение кратковременно проходит через конденсатор, потому что емкостное сопротивление конденсатора нарастает первым. Как только емкостное сопротивление достигает своего нового значения, выходное напряжение больше не изменяется.2}} $$

Здесь \(V_{in}\) обозначает входное напряжение, а \(V_{out}\) — выходное напряжение. \(\omega\) — это угловая частота, т.е. произведение \(2 \cdot \pi \cdot f\) (частота). \(C\) — емкость конденсатора, а \(R\) — омическое сопротивление.

Расчет частоты среза фильтра нижних частот

Активное сопротивление \(R\) остается неизменным, а емкостное реактивное сопротивление \(X_C\) изменяется в зависимости от частоты. Частота среза обозначает частоту, при которой два значения равны, т.е. \(R = X_C\).Таким образом, на частоте выше частоты среза \(X_C\) меньше \(R\), на более низкой частоте \(X_C\) больше \(R\). При работе с частотой среза 70,71% входного напряжения выводится из-за пик-фактора \(\sqrt{2}\).

Расчет частоты среза для низкочастотного фильтра RC выполняется по следующей формуле:

$$ f_c = \frac{1}{2 \pi R C} $$

RC Калькулятор нижних частот

С помощью онлайн-калькулятора вы можете рассчитать необходимые компоненты для желаемой частоты среза.2}} $$

Частота среза рассчитывается по следующей формуле для фильтра нижних частот LR:

$$ f_c = \frac{R}{2 \pi L} $$

RL Калькулятор нижних частот

Онлайн-калькулятор поможет рассчитать необходимые элементы конструкции для соответствующей частоты среза.

RL Калькулятор фильтра нижних частот

Пожалуйста, начните расчет

Пассивный фильтр нижних частот 2-го порядка

Низкочастотный фильтр второго порядка также состоит из двух компонентов. В фильтре нижних частот 2-го порядка катушка соединена последовательно с конденсатором, поэтому этот фильтр нижних частот также упоминается как LC фильтр нижних частот . Опять же, выходное напряжение \(V_{out}\) отводится параллельно конденсатору. Таким образом, структура идентична низкочастотному 1-му порядку, это только омическое сопротивление, замененное катушкой.

Низкочастотный фильтр 2-го порядка выполняет в основном ту же функцию, что и его аналог 1-го порядка, но имеет в два раза большую крутизну. Таким образом, низкие частоты могут иметь место, в то время как высокие частоты фильтруются в два раза эффективнее. Разница вызвана катушкой. Как индуктивная нагрузка, он гораздо быстрее реагирует на изменения напряжения, чем омическое сопротивление.

LC фильтр нижних частот – принцип работы

Функция конденсатора точно такая же, как и в ФНЧ 1-го порядка. Он расположен точно в том же месте и выходное напряжение снимается идентично.Реакция на одиночное беспорядочное изменение входного напряжения также сопоставима. Катушка имеет сопротивление, близкое к нулю, пока к ней приложено постоянное напряжение.

Разница становится очевидной только при подаче изменяющегося напряжения. Катушка более чувствительна к увеличению частоты, чем омическое сопротивление. По мере увеличения частоты индуктивное сопротивление катушки \(X_L\) увеличивается, а емкость \(X_C\) конденсатора уменьшается. Таким образом, изменения частоты на входе еще отчетливее отражаются на уровне выходного напряжения.2 ЛК} $$

В расчет \(L\) добавляется индуктивность катушки. Омическое сопротивление \(R\) не учитывается. Мы предоставили калькулятор нижних частот LC , чтобы упростить расчет нижних частот.

Вычислить частоту среза в нижних частотах LC

Индуктивное сопротивление \(X_L\) увеличивается с частотой, а емкостное сопротивление \(X_C\) обратно пропорционально ей – оно уменьшается с увеличением частоты. Частота среза — это частота, при которой \(X_C = X_L\).Таким образом, на частоте выше частоты среза \(X_C\) меньше, чем \(X_L\). При более низкой частоте \(X_C\) больше, чем \(X_L\).

Частота среза для фильтра нижних частот LC рассчитывается по следующей формуле:

$$ f_c = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}} $$

LC Калькулятор нижних частот

Здесь можно рассчитать желаемую частоту среза, а также необходимые компоненты.

LC Калькулятор фильтра нижних частот

Пожалуйста, начните расчет

Пассивные фильтры

  • После изучения этого раздела вы сможете описать:
  • • Использование пассивных фильтров
  • • Типовые схемы фильтров.
  •   • RC-фильтры.
  •   • ЖХ-фильтры.
  •   • Фильтры LR.
  • Распознавание упакованных фильтров.
  •   • Керамические фильтры.
  •   • ПАВ-фильтр.
  •   • Трехпроводные герметичные фильтры.

Используется для пассивных фильтров.

Фильтры

широко используются для придания таким цепям, как усилители, генераторы и цепи питания, требуемой частотной характеристики.Некоторые примеры приведены ниже. Они используют комбинации R, L и C

Как описано в модуле 6, катушки индуктивности и конденсаторы реагируют на изменение частоты противоположным образом. Глядя на схемы для фильтров нижних частот, показанные комбинации LR и CR имеют аналогичный эффект, но обратите внимание, как положения L и C меняются местами по сравнению с R для достижения того же результата. Причины этого и то, как работают эти схемы, будут объяснены в Разделе 8.2 этого модуля.

Рис.8.1 1 Фильтры нижних частот.

Фильтры нижних частот

Фильтры нижних частот используются для удаления или ослабления высоких частот в таких схемах, как аудиоусилители; они дают требуемую частотную характеристику схемы усилителя. Частота, при которой фильтр нижних частот начинает уменьшать амплитуду сигнала, может быть регулируемой. Этот метод можно использовать в усилителе звука в качестве регулятора «TONE» или «TREBLE CUT». Фильтры нижних частот LR и фильтры верхних частот CR также используются в акустических системах для направления соответствующих полос частот на динамики различных конструкций (т.е. ´ Низкочастотные динамики для низких частот и «Твитеры» для воспроизведения высоких частот). В этом приложении комбинация фильтров верхних и нижних частот называется «кроссоверным фильтром».

И CR, и LC ФНЧ, удаляющие практически ВСЕ частоты выше всего нескольких Гц, используются в схемах питания, где на выходе требуется только постоянный ток (ноль Гц).

Рис. 8.1.2 Фильтры верхних частот.

Фильтры верхних частот

Фильтры верхних частот используются для удаления или ослабления низких частот в усилителях, особенно в аудиоусилителях, где это можно назвать схемой «BASS CUT».В некоторых случаях это также можно сделать регулируемым.

Полосовые фильтры.

Рис.8.1.3 Полосовые фильтры.

Полосовые фильтры пропускают только требуемую полосу частот, подавляя при этом сигналы на всех частотах выше и ниже этой полосы. Этот конкретный дизайн называется Т-фильтром из-за того, как компоненты нарисованы на схематической диаграмме. Т-фильтр состоит из трех элементов, двух последовательно соединенных LC-контуров между входом и выходом, которые образуют низкоимпедансный тракт для сигналов требуемой частоты, но имеют высокоимпедансный тракт для всех остальных частот.

Кроме того, между сигнальным трактом (на стыке двух последовательных цепей) и землей подключается параллельная LC-цепь для формирования высокого импеданса на требуемой частоте и низкого импеданса на всех остальных. Поскольку эта базовая конструкция образует только одну ступень фильтрации, ее также называют фильтром «первого порядка». Хотя он может иметь достаточно узкую полосу пропускания, если требуется более резкое срезание, второй фильтр может быть добавлен на выходе первого фильтра, чтобы сформировать фильтр «второго порядка».

Ленточные режекторные фильтры.

Рис.8.1.4 Ленточные заградительные фильтры.

Эти фильтры имеют эффект, противоположный полосовым фильтрам, на пути прохождения сигнала есть две параллельные LC-цепи для формирования высокого импеданса на частоте нежелательного сигнала, а последовательная цепь образует путь с низким импедансом к земле на той же частоте, чтобы добавить к отказу. Полосовые режекторные фильтры можно найти (часто в сочетании с полосовыми фильтрами) в усилителях промежуточной частоты (ПЧ) старых радио- и телеприемников, где они помогают получить частотные характеристики довольно сложной формы, необходимые для правильного приема как звука, так и звука. и сигналы изображения.Комбинации полосовых и полосовых фильтров, а также подстроенных трансформаторов в этих схемах требуют тщательной настройки частоты.

И.Ф. Трансформеры.

Рис.8.1.5 I.F. Трансформатор

Это небольшие трансформаторы, используемые в старом радио- и телеоборудовании для передачи диапазона радиочастот от одного каскада усилителя промежуточной частоты (ПЧ) к другому. Они имеют регулируемый сердечник из прессованной железной пыли (феррит). Сердечник ввинчивается в обмотки или из них, образуя переменный индуктор.

Эта переменная катушка индуктивности вместе с постоянным конденсатором «настраивает» трансформатор на правильную частоту. В старых телевизионных приемниках использовался ряд индивидуально настроенных преобразователей ПЧ и схем регулируемых фильтров для получения полосы пропускания особой формы для пропускания как звукового, так и визуального сигналов. Эта практика в значительной степени была заменена в современных приемниках корпусными фильтрами и ПАВ-фильтрами.

Упакованные фильтры.

В каталогах компонентов перечислены тысячи фильтров, в некоторых из которых используются комбинации L C и R, но во многих используются керамические и кристаллические пьезоэлектрические материалы.Они производят переменный ток. электрическое напряжение, когда они механически вибрируют, и они также вибрируют, когда переменный ток на них подается напряжение. Они изготавливаются для резонирования (вибрации) только на одной конкретной и очень точно контролируемой частоте и используются в таких приложениях, как полосовые и режекторные фильтры, где требуется очень узкая полоса пропускания. Подобные конструкции (кристаллические резонаторы) используются в генераторах для управления частотой, которую они производят, с большой точностью. Один корпусный фильтр в ТВ-приемниках может заменить несколько обычных трансформаторов ПЧ и LC-фильтров.Поскольку они не требуют регулировки, производство радиочастотных (радиочастотных) продуктов, таких как радиоприемники, телевизоры, мобильные телефоны и т. д., упрощается и, следовательно, становится дешевле. Иногда, однако, обнаруживается, что пакетные фильтры имеют сопутствующий LC-фильтр для подавления частот на гармониках их расчетной частоты, которые керамические и кварцевые фильтры могут не устранить.

Фильтры на ПАВ

Рис.8.1.6 ПАВ-фильтры.

На иллюстрации (справа) показан фильтр поверхностной акустической волны (ПАВ) ПЧ (промежуточная частота) НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ ТЕЛЕВИЗОРА PAL.Фильтры на ПАВ могут быть изготовлены либо с очень узкой полосой пропускания, либо с очень широкой полосой пропускания со сложной (пропускающей и задерживающей) характеристикой на нескольких различных частотах. Они могут выдавать на выходе несколько различных сигналов определенной амплитуды. Специальные типы телевизоров заменяют несколько настроенных фильтров LC как в аналоговых, так и в цифровых телевизорах одним фильтром. Они работают, создавая акустические волны на поверхности кристалла или танталовой подложки, создаваемые рисунком электродов, расположенных в виде параллельных линий на поверхности чипа.Волны, создаваемые одним набором преобразователей, воспринимаются другим набором преобразователей, предназначенным для приема одних длин волн и отклонения других. Пилообразные фильтры можно найти во многих типах электронного оборудования и имеют кривые отклика, адаптированные к требованиям конкретных типов продуктов, включая устройства связи, автомобильные и промышленные приложения, где они используются для выбора или подавления определенных полос частот.

Подробнее о фильтрах для пил от DigiKey

Керамические фильтры

Рис.8.1.6 Керамический фильтр


и обозначение его цепи Керамические фильтры

доступны для ряда конкретных частот и используют крошечный блок пьезоэлектрического керамического материала, который будет механически вибрировать при воздействии переменного тока. сигнал правильной частоты подается на входной преобразователь, прикрепленный к блоку. Эта вибрация преобразуется обратно в электрический сигнал выходным преобразователем, поэтому через фильтр будут проходить только сигналы ограниченного диапазона, близкого к собственной резонансной частоте пьезоэлектрического блока.Керамические фильтры, как правило, дешевле, надежнее и точнее, чем традиционные LC-фильтры для приложений на радиочастотах. Они поставляются в различных формах, включая типы для поверхностного монтажа, а также показанный здесь герметизированный корпус с тремя контактами.

 

Пассивный низкочастотный фильтр сабвуфера

Фигура 1

В этой статье рассматривается проект простого пассивного фильтра нижних частот первого порядка, который предназначен для размещения перед аудиоусилителем, подключенным к громкоговорителю сабвуфера.Схема, использующая линейные аудиосигналы, имеет регулируемую частоту среза в диапазоне от 20 Гц до 200 Гц. Поскольку активные компоненты не используются, его очень просто построить, но частота среза зависит от выходного сопротивления источника звука и от входного сопротивления усилителя. Для представленной здесь схемы будут приняты типичные значения этих параметров, хотя рекомендуется повторить расчеты для каждого усилителя. Для более точного, но сложного решения можно использовать активный фильтр нижних частот сабвуфера.

1 — Свойства схемы

На следующих рисунках показана частотная характеристика фильтра для f 0 e f 1 , которые представляют собой минимальную и максимальную частоты среза. Также представлен график изменения частотной характеристики в зависимости от потенциометра. Рис. 2: Модуль передаточной функции фильтра в дБ, для f c = 20 Гц. По оси абсцисс частота показана в логарифмическом масштабе.Рис. 3: Модуль передаточной функции фильтра в дБ, для f c = 200 Гц. По оси абсцисс частота показана в логарифмическом масштабе. Рис. 4: Частота среза фильтра в зависимости от значения потенциометра.

1.1 — Потеря сигнала

Как обычно, пассивный фильтр вносит затухание A для нефильтрованного сигнала ниже f c , что составляет: Эту формулу можно получить, подставив 0 в переменную s в передаточной функции фильтра, представленной в разделе 2.В случае фильтра, показанного в этой статье, A = 0,8. Другими словами, потери сигнала составляют около -1 дБ, что является приемлемым.

2 — Анализ цепи и проект

Передаточная функция цепи: и его частота среза: где R tot — полное сопротивление потенциометра R P , а R — частичное значение, принимаемое потенциометром. Для расчета значений компонентов можно написать систему уравнений, используя формулу частоты среза, рассчитанную в двух предельных случаях: Где f 0 = 20 Гц и f 1 = 200 Гц.Решение системы следующее:

Теперь можно сделать некоторые выводы, чтобы определить числовые значения, которые должны быть вставлены в два выражения. Выходное сопротивление современных аудиоплееров или компьютеров очень низкое, порядка нескольких Ом, поэтому им можно пренебречь. Входное сопротивление усилителя, наоборот, очень важно. R L = 20 кОм — обычное значение, встречающееся, например, в Fenice 20, аудиоусилителе Hi-Fi класса T мощностью 15+15 Вт на основе Tripath TA2024C.Его значение было измерено следующим методом: дешевое измерение входного импеданса аудиоусилителя. Подставив предыдущие значения в систему уравнений и выбрав, например, R A = 390 Ом, можно рассчитать значения других компонентов: C = 2,2 мкФ и R P = 4,7 кОм.

Библиография и другие документы

  1. Активный фильтр нижних частот сабвуфера
  2. Дешевое измерение входного импеданса аудиоусилителя

Разница между фильтром верхних частот и фильтром нижних частот (со сравнительной таблицей)

Основное различие между фильтром верхних частот   и фильтром нижних частот   заключается в диапазоне частот, который они пропускают.Если говорить о фильтре высоких частот, то это схема, которая пропускает через себя высокие частоты , а низкие частоты блокирует. Напротив, фильтр нижних частот представляет собой электронную схему, которая пропускает через себя низкую частоту и блокирует высокочастотный сигнал.

Вы можете подумать, какой диапазон частот высокий, а какой низкий? Для фильтров определен термин, т.е. частота среза, он принимает пороговое значение.Фильтр верхних частот обеспечивает низкое реактивное сопротивление сигналам с частотой выше этой частоты среза и обеспечивает высокое реактивное сопротивление на частотах ниже частот среза.

Фильтр нижних частот обеспечивает низкое реактивное сопротивление сигналам с частотами ниже частоты среза, поэтому низкие частоты могут проходить, но обеспечивает высокое реактивное сопротивление высокочастотному сигналу и, таким образом, блокирует их.

Прежде чем приступить к работе механизма фильтра, давайте осветим компоненты фильтра.Если вы разрабатываете фильтр, либо фильтр верхних частот (ФВЧ) (), либо фильтр нижних частот (ФНЧ) (), вам потребуются электронные компоненты, такие как резистор, конденсатор, усилитель и т. д.

.

Следует отметить, что если вы используете пассивные компоненты, такие как резистор, конденсатор и т. д., результирующий фильтр будет называться пассивным фильтром. Если же вы планируете использовать усилитель в схеме фильтра для увеличения усиления отфильтрованного сигнала, то вы разрабатываете фильтр, который можно назвать активным фильтром.

До сих пор мы обсуждали принципиальную разницу между фильтром верхних и нижних частот, а также компоненты, которые делают его активным или пассивным. Давайте обсудим другие существенные различия с помощью сравнительной таблицы.

Комплектация: фильтр высоких и низких частот

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение


Сравнительная таблица
Параметры Фильтр верхних частот Фильтр нижних частот
Определение Это цепь, которая пропускает через себя частоты выше частоты среза. Это цепь, которая пропускает через себя частоту ниже частоты среза.
Архитектура схемы Состоит из конденсатора, за которым следует резистор. Он состоит из резистора, за которым следует конденсатор.
Значение Имеет значение, когда необходимо удалить искажение, вызванное низкочастотным сигналом, например шумом. Это важно для устранения эффекта наложения.
Рабочая частота Выше частоты среза. Ниже частоты среза.
Применения В аудиоусилителях, малошумящих усилителях и т. д. В цепях связи в качестве сглаживающего фильтра.


Определение

Фильтр высоких частот

Фильтр верхних частот ослабляет низкочастотный сигнал и пропускает только высокочастотный сигнал. Хотя он также обеспечивает ослабление высокочастотного сигнала, но коэффициент ослабления настолько мал, что им можно пренебречь.

Вы, должно быть, думаете, что такое процесс проектирования фильтра высоких частот, что позволяет ему пропускать сигналы высокой частоты и блокировать сигналы низкой частоты. Это возможно за счет использования характеристик конденсатора и резистора.

Входные сигналы подаются на конденсатор, а затем напряжение на резисторе получается как выходное напряжение. Комбинированный термин для сопротивления резистора и сопротивления конденсатора называется реактивным сопротивлением.

В приведенной выше схеме видно, что конденсатор подключен к резистору.

Из приведенного выше уравнения совершенно ясно, что реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте среза. Если частота входного сигнала высока, то реактивное сопротивление примет меньшее значение. Но если частота сигнала низкая, реактивное сопротивление будет высоким.

Надеюсь, теперь вы поняли, почему фильтр высоких частот пропускает через себя высокие частоты, блокируя низкие частоты.

Фильтр нижних частот

В фильтре нижних частот конденсатор и резистор меняются местами, чтобы можно было получить желаемый выходной сигнал. Когда вход подается на схему фильтра нижних частот, сопротивление будет создавать постоянное препятствие, но положение конденсатора влияет на выходной сигнал.

Если высокочастотный сигнал ввести в цепь нижних частот, то он будет проходить от сопротивления, которое будет оказывать ему обычное сопротивление, но сопротивление, предлагаемое конденсатором, будет равно нулю.Это связано с тем, что сопротивление конденсатора высокочастотному сигналу равно нулю, а низкочастотному сигналу бесконечно.

Из схемы видно, что если высокочастотный сигнал попадет в цепь ФНЧ, то конденсатор пропустит его и он попадет на землю. В этом состоянии полученное выходное напряжение равно нулю, поскольку все напряжение передается на землю.

Но если низкочастотный сигнал входит в схему фильтра нижних частот, то он будет генерировать выходной сигнал, потому что сопротивление будет создавать те же препятствия, что и в случае высокочастотного сигнала, но конденсатор будет обеспечивать бесконечное сопротивление.

Таким образом, в этом состоянии сигнал не может проходить через конденсаторный тракт. Таким образом, весь низкочастотный сигнал передается на выходную клемму.

Ключевые различия между фильтрами верхних и нижних частот

  1. Основное различие между фильтром верхних частот и фильтром нижних частот заключается в том, что схема фильтра верхних частот пропускает сигналы с частотой выше частоты среза, а фильтр нижних частот пропускает сигналы с частотой ниже частоты среза.
  2. Фильтр верхних и нижних частот также различается по схемотехнике; Фильтр верхних частот состоит из конденсатора, за которым параллельно подключено сопротивление. В то время как схема фильтра нижних частот состоит из резистора, за которым следует конденсатор.
  3. Фильтр нижних частот используется в качестве сглаживающего фильтра, а фильтр верхних частот используется в аудиоусилителях для связывания или устранения искажений, вызванных низкочастотным сигналом, например шумом.


Заключение

Фильтр верхних частот и фильтр нижних частот, о которых мы говорили выше, являются пассивными фильтрами, поскольку в них используются пассивные компоненты.Мы можем увеличить усиление сигнала, используя усилители в цепи фильтра, тогда он станет активным фильтром.

Пассивные фильтры. Часть 3. Модифицированные пассивные RC-фильтры

Добро пожаловать в третью часть этой серии статей о пассивных фильтрах!

В части 1 мы ознакомились с предварительной информацией, чтобы приступить к анализу и проектированию схем пассивных фильтров. Эта информация не требуется для базовой разработки фильтров, но необходима для разработки и анализа более сложных фильтров, поэтому было бы неплохо просмотреть эти темы.Во второй части мы обсудили базовые RC-фильтры нижних и верхних частот и способы их разработки для определенной частоты среза.

В части 3 мы пойдем более исследовательским путем. Я называю следующие четыре конструкции фильтров «модифицированными» RC-фильтрами, потому что они технически являются модификациями простых RC-фильтров, описанных в части 2. Я придумал четыре основных типа: (I) RC-R, (II) RC -C, (III) R-CR и (IV) C-CR.

Тип I (RC-R) и тип III (R-CR) — фильтры верхних и нижних частот соответственно.Резистор включен последовательно с конденсатором, который ослабляет полосу пропускания на фиксированную величину.

Тип II (RC-C) и тип IV (C-CR) — фильтры нижних и верхних частот соответственно. Конденсатор включен последовательно с резистором, который можно использовать для изменения затухания полосы задерживания. Уровень полосы пропускания поддерживается постоянным с затуханием 0 дБ.


Тип I: RC-R

Тип I: RC-R состоит из резистора и конденсатора в верхней ветви и одного резистора в нижней ветви (рис. 1).

РИСУНОК 1: Пассивный фильтр верхних частот RC-R типа I.

Этот фильтр верхних частот (поскольку конденсатор находится в верхней ветви) и имеет частоту среза, заданную уравнением 1. Если R1 установлен на ноль, то RC-фильтр верхних частот, показанный в Части 2 этой серии сформирован. (В каком-то смысле это можно рассматривать как частный случай этого RC-R-фильтра типа 1.) По мере увеличения сопротивления R1 полоса пропускания начинает затухать в соответствии с уравнением 2 (данным в дБ).

УРАВНЕНИЕ 1: Уравнение частоты среза типа I.

УРАВНЕНИЕ 2: Затухание в полосе пропускания типа I.

Например, установите R1 и R2 на 56 кОм, а C1 на 22 нФ. На рис. 2 показан смоделированный результат с частотой среза ~ 64 Гц и затуханием в полосе пропускания -6 дБ.

РИСУНОК 2: RC-фильтр верхних частот типа I с отсечкой ~64 Гц и затуханием -6 дБ в полосе пропускания.


Тип II: RC-C

Тип II: Фильтры RC-C (рис. 3) имеют низкочастотную характеристику. Последовательный конденсатор, добавленный в верхнюю ветвь, пропорционально блокирует низкие частоты и позволяет разработчику установить ослабленный уровень в полосе пропускания.

РИСУНОК 3: Пассивный фильтр нижних частот типа II RC-C.

Рассчитайте граничную частоту, используя уравнение 3. Чтобы рассчитать величину затухания в полосе пропускания, используйте уравнение 4. См. рисунок 4 для смоделированного отклика цепи, показанной на рисунке 3.

УРАВНЕНИЕ 3: Тип II уравнение частоты среза.

УРАВНЕНИЕ 4: Затухание в полосе пропускания типа II.

РИСУНОК 4: RC-фильтр нижних частот типа II с отсечкой ~59 Гц и затуханием -1,73 дБ в полосе пропускания.


Тип III: R-CR

Тип III: Фильтры R-CR состоят из резистора в верхней ветви и конденсатора и резистора в нижней ветви (рис. 5).

РИСУНОК 5: Пассивный фильтр нижних частот R-CR типа III.

Эти фильтры типа III: R-CR имеют низкочастотную характеристику. Вместо ослабления полосы пропускания эти фильтры позволяют регулировать ослабление полосы задерживания. По сути, это позволяет вам срезать высокие частоты в меньшей степени, чем если бы вы использовали обычный RC-фильтр, описанный во второй части этой серии статей. Таким образом, это обеспечивает эффект полки и может быть очень полезно для простых пассивных аудиофильтров.

Уравнение для определения частоты среза для R-CR-фильтров типа III получается по формуле 5.Однако возможно, что R2 станет настолько большим по сравнению с R1, что будут реализованы уровни выше -3 дБ, и в этом случае это уравнение не даст вам разумного результата.

Величину затухания в полосе задерживания можно рассчитать по уравнению 6, которое идентично уравнению для фильтров типа I RC-R. См. на Рис. 6 частотную характеристику схемы на Рис. 5.

УРАВНЕНИЕ 5: Уравнение частоты среза типа III.

УРАВНЕНИЕ 6: Затухание в полосе пропускания типа III.

РИСУНОК 6: Фильтр нижних частот типа III с отсечкой 1,1 кГц и затуханием -6 дБ в полосе задерживания.


Тип IV: C-CR

И последнее, но не менее важное: Тип IV: фильтры C-CR! Они имеют характеристику верхних частот и обеспечивают эффект полки, аналогичный вышеперечисленным фильтрам типа III. На рис. 7 приведен пример:

РИСУНОК 7: Пассивный фильтр верхних частот C-CR типа IV.

Рассчитайте частоту -3 дБ, используя уравнение 7, и уровень затухания полки, используя уравнение 8.В случае, когда уровень полки выше -3 дБ (когда C2 становится большим по сравнению с C1), уравнение 8, по-видимому, дает своего рода уровень «альфа/2 дБ», где частота начинается в соответствии с точкой, в которой отклик половина затухания полки. Это интересно и неожиданно, но делает значения там, где это происходит, бесполезными для наших целей.

Обратите внимание, что уравнения 7 и 8 идентичны фильтрам типа II: RC-C.

УРАВНЕНИЕ 7: Уравнение частоты среза типа IV.

УРАВНЕНИЕ 8: Затухание в полосе задерживания типа IV/уровень полки.

РИСУНОК 8: Фильтр верхних частот типа IV с отсечкой ~95 Гц и затуханием приблизительно -10 дБ в полосе задерживания.


Резюме

До сих пор мы рассмотрели базовые пассивные фильтры, и я даже зашел так далеко, что модифицировал их для применения в полочных фильтрах. Причина, по которой я выбрал этот путь для Части 3, заключается в том, что многие стеки тонов полагаются на взаимодействие между несколькими конденсаторами и резисторами для формирования их частотных характеристик.

В части 4 мы рассмотрим пассивные полосовые и режекторные фильтры RC.

Оставайтесь с нами!
-Mimmo

Схема, типы, калькуляторы и их применение

В электронных устройствах фильтры представляют собой схемы, которые пропускают необходимые частотные компоненты и блокируют все другие частотные компоненты сигнала. Например, в радио или телевидении схема фильтра настройки отбрасывает нежелательные частоты, пропуская только нужный канал. Схемы фильтров делятся на четыре типа в зависимости от диапазона частот, который может разрешить схема, блокируя все остальные частоты.Это фильтры нижних частот, фильтры верхних частот, полосовые фильтры и режекторные фильтры. Эти типы схем фильтров относятся к категории пассивных фильтров, потому что в схеме используются пассивные элементы, резистор, конденсатор и катушки индуктивности. В этой статье описывается фильтр нижних частот с использованием операционного усилителя (активный элемент), который также называется активным ФНЧ.

Что такое фильтр нижних частот?

Определение: Схема фильтра, пропускающая только низкочастотные компоненты и блокирующая все другие высокочастотные компоненты, называется фильтром нижних частот.Само название LPF указывает на частоту низкого диапазона.

Этот тип схемы фильтра пропускает частотные составляющие сигнала меньше, чем срез частотного диапазона сигнала. Коэффициент усиления фильтра нижних частот обратно пропорционален частоте. Если частота входного сигнала увеличивается, коэффициент усиления схемы уменьшается и также становится равным нулю в конце переходной полосы. Таким образом, пропускная способность также ограничена. Но на практике ФНЧ допускает низкочастотные компоненты сигнала, даже если они достигают частоты среза.

Цепь фильтра нижних частот

Схема цепи фильтра нижних частот показана ниже. Он содержит пассивные элементы, резистор и конденсатор, соединенные последовательно с приложенным входным напряжением через резистор, а его выходное напряжение получается через конденсатор.

Цепь фильтра нижних частот

LPF первого порядка

Фильтр нижних частот первого порядка бывает двух типов. Это

Индуктивный тип LPF

Этот тип представляет собой простую RL-цепь, как показано ниже.Когда частота сигнала увеличивается, сопротивление катушки индуктивности увеличивается. Это приводит к блокировке высокочастотных сигналов и пропусканию через цепь только низких частот сигнала.

LPF индуктивного типа

LPF емкостного типа

Этот тип представляет собой простую RC-цепь LPF, как показано на рисунке выше. Его также называют простой схемой фильтра нижних частот. Когда частота сигнала увеличивается, полное сопротивление конденсатора уменьшается, что приводит к блокировке высоких частот сигнала и пропусканию через цепь только низких частот сигнала.

ФНЧ второго порядка

Схема фильтра нижних частот второго порядка представляет собой схему RLC, как показано на схеме ниже. Выходное напряжение получается на конденсаторе. Этот тип ФНЧ работает более эффективно, чем ФНЧ первого порядка, поскольку для блокирования высоких частот входного сигнала используются два пассивных элемента: катушка индуктивности и конденсатор.

Фильтр нижних частот второго порядка

Фильтр нижних частот с использованием операционного усилителя

ФНЧ с использованием операционного усилителя называется активным фильтром нижних частот.Очень легко спроектировать схему фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя без использования электрических компонентов, таких как катушка индуктивности, которую очень сложно спроектировать, а также она дорогая. Операционные усилители (операционные усилители) используются в схемах фильтров для усиления сигнала, а также для управления усилением. Операционные усилители изменяют частотную характеристику и обеспечивают лучший коэффициент усиления по напряжению в рамках обратной связи. Он также имеет более высокий входной импеданс, более низкий выходной импеданс, низкий уровень шума и высокий уровень производительности.

Фильтр нижних частот с использованием операционного усилителя

Работа базовой схемы LPF (пассивного фильтра) и фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя (активного фильтра) одинакова, за исключением того, что операционный усилитель подключен к цепи RC-фильтра .Это может быть инвертирующий или неинвертирующий операционный усилитель. Принципиальная схема фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя показана ниже.

Активная схема LPF первого порядка с операционным усилителем

Активная LPC-схема первого порядка состоит из конденсатора, резистора и операционного усилителя, как показано ниже. Инвертирующий или неинвертирующий операционный усилитель подключается к RC-цепи, чтобы получить активную схему ФНЧ. Амплитуда выходного сигнала, полученного от RC-цепи фильтра нижних частот, меньше, чем амплитуда входного сигнала.Этот низкочастотный сигнал цепи RC LPF подается на операционный усилитель в качестве входа для достижения усиления, высокого коэффициента усиления по мощности и стабильности фильтра. Здесь операционный усилитель действует как буферная схема, как повторитель напряжения с коэффициентом усиления по постоянному току = 1.

Активный LPF первого порядка

По мере увеличения частоты входного сигнала он проходит через конденсатор, чтобы увеличить амплитуду выходного сигнала для усиление, связанное с усилением полосы пропускания. На низких частотах выходной сигнал RC-цепи проходит непосредственно через операционный усилитель для усиления.

Коэффициент усиления по напряжению определяется как DC = 1+R2/R1

Активный фильтр LPF второго порядка с использованием операционного усилителя операционный усилитель. Здесь операционный усилитель действует как усилитель-источник, управляемый напряжением. Частотная характеристика такая же, как у активного LPF первого порядка, за исключением того, что усиление в полосе задерживания в два раза больше, чем у активного LPF первого порядка, т. е. 40 дБ/декаду. Каскадирование цепей фильтров образует фильтры более высокого порядка, усиление которых является произведением каждой RC-цепи ФНЧ.

Активный фильтр нижних частот второго порядка

Мы знаем, что усиление активного фильтра нижних частот первого порядка составляет -3 дБ на частоте среза. Так, усиление активного ФНЧ второго порядка составляет -6 дБ на частоте среза, т.е. усиление увеличилось вдвое.

Коэффициент усиления рассчитывается как

Av = Av1 x Av2

Общий коэффициент усиления в дБ

Av = Av1 + Av2

Принципиальная схема активного LPF второго порядка показана ниже.

Калькулятор ФНЧ

Калькулятор фильтра нижних частот предназначен для расчета частоты среза, коэффициента усиления по напряжению и фазового сдвига схемы ФНЧ.

Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке для получения информации о фильтрах нижних частот MCQ

Из схемы LPF (резистивно-емкостная цепь) видно, что «Vi» — это приложенное входное напряжение

«Vo» — это выходное напряжение

функции схемы, мы получаем

H(s) = V₀(s)/Vᵢ(s) = (1/sC)/(R+(1/sC))

Поскольку Vo(s) = 1 /sC

Vi(s) = R + 1/s

H(s) = 1 / (1+sCR)

Пусть s= jω

(jω) = 1 / (1+jωCR)

Мы можем рассчитать величину передаточной функции из приведенного выше уравнения.2]

Величина передаточной функции рассчитывается с помощью ‘ω’, т. е. угловой частоты

Если ω = 0, то величина передаточной функции = 0

Если ω = 1/ CR, то величина передаточной функции = 0,707

Если ω = бесконечность, то величина передаточной функции = 0

Для расчета коэффициента усиления и фазового сдвига ФНЧ

Рассмотрим ω = 1/RC и ω = ωc для приведенного выше уравнения

Тогда приведенное выше уравнение принимает вид

Сдвиг фаз контура LPF равен частота контура ФНЧ

fc=1/2πRC

Отсюда

Фазовый сдвиг 90 004

Φ ⁼ tan⁻¹(2πfRC)

Уравнение емкостного сопротивления в омах цепи ФНЧ имеет вид частота в Гц

Частотная характеристика построена между усилением (дБ) и частотой (Гц).

Частотная характеристика

На низких частотах усиление ФНЧ выше усиления фильтра в полосе пропускания

На высоких частотах усиление ФНЧ меньше усиления его полосы пропускания и падает до -20 дБ

По мере увеличения частоты выходное напряжение падает на 70,71% ниже входного напряжения.

 Приложения

Приложения фильтра нижних частот включают следующее.

  • Используется для удаления шума высокочастотных сигналов
  • Используется в аудиоприложениях
  • Используется в биомедицинских приложениях
  • Используется в электронных устройствах, таких как громкоговорители, сабвуферы и т. д.
  • Используется в цифро-аналоговых преобразователях
  • -анализирующие фильтры
  • Используются в волновых анализаторах, аудиоусилителях и эквалайзерах.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о FIR Filter MCQ и High Pass Filter MCQ

активный LPF, активный LPF второго порядка, калькулятор фильтра нижних частот и приложения. Назначение фильтра LPF состоит в том, чтобы разрешать только низкочастотные сигналы и блокировать высокочастотные сигналы. Вот несколько вопросов для вас: Каковы преимущества LPF с использованием операционного усилителя? Что такое полосовой фильтр?

В чем разница между пассивными фильтрами нижних частот и фильтрами верхних частот? — Первый законкомик

В чем разница между пассивными фильтрами нижних частот и фильтрами верхних частот?

Пропускные фильтры бывают двух типов (рис.1). Фильтр верхних частот (HPF) ослабляет содержимое ниже частоты среза, позволяя более высоким частотам проходить через фильтр. Фильтр нижних частот (ФНЧ) ослабляет содержимое выше частоты среза, позволяя более низким частотам проходить через фильтр.

Что делают фильтры, почему фильтры в этом эксперименте называются пассивными фильтрами?

Пассивные фильтры состоят из пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, и не имеют усиливающих элементов (транзисторов, операционных усилителей и т. д.), поэтому не имеют усиления сигнала, поэтому их выходной уровень всегда меньше входного.

Что такое фильтр низких и высоких частот?

Если фильтр пропускает высокие частоты и подавляет низкие, то это фильтр верхних частот. И наоборот, если он пропускает низкие частоты и подавляет высокие, это фильтр нижних частот. Фильтры, как и большинство вещей, не идеальны. Одни частоты они абсолютно не пропускают, а другие абсолютно отвергают.

Как работает пассивный фильтр высоких частот?

В то время как фильтр нижних частот пропускал только сигналы ниже своей точки среза частоты, ƒc, схема пассивного фильтра верхних частот, как следует из названия, пропускает только сигналы выше выбранной точки среза, ƒc устраняя любые низкочастотные сигналы из формы волны.

В чем основное различие между простыми фильтрами нижних частот и фильтрами более высокого порядка с точки зрения частотной характеристики?

Основное различие между фильтрами нижних частот 1-го и 2-го порядка заключается в том, что спад полосы задерживания будет вдвое больше, чем у фильтров 1-го порядка при 40 дБ/декада (12 дБ/октава), когда рабочая частота превышает частоту среза ƒc, точка, как показано.

Как узнать, является фильтр нижних или верхних частот?

Фильтры можно разделить на широкие категории, которые соответствуют общим характеристикам частотной характеристики фильтра.Если фильтр пропускает низкие частоты и блокирует высокие частоты, он называется фильтром нижних частот. Если он блокирует низкие частоты и пропускает высокие, то это фильтр верхних частот.

Что делает фильтр нижних частот?

Фильтры нижних частот — это распространенный тип электрической цепи, которая удаляет высокие частоты и пропускает более низкие частоты.

Что делает фильтр нижних частот в усилителе?

Фильтр нижних частот (ФНЧ) — это процессор аудиосигнала, который удаляет нежелательные частоты из сигнала выше определенной частоты среза.Он постепенно отфильтровывает (ослабляет) высокие частоты выше частоты среза, пропуская при этом низкие частоты, в идеале без каких-либо изменений.

Что такое пассивный фильтр?

Пассивные фильтры состоят из пассивных компонентов (индуктивности, емкости и сопротивления), настроенных на частоты гармоник, которые необходимо ослабить. Значения катушек индуктивности и конденсаторов выбираются таким образом, чтобы обеспечить низкоимпедансные тракты на выбранных частотах.

Что такое пассивный фильтр нижних частот?

Пассивный фильтр нижних частот Фильтр нижних частот представляет собой схему, которая может быть спроектирована так, чтобы изменять, изменять форму или подавлять все нежелательные высокие частоты электрического сигнала и принимать или пропускать только те сигналы, которые нужны разработчику схемы.

Что делает фильтр нижних частот?

Как работает фильтр нижних частот?

Фильтр нижних частот — это фильтр, который пропускает сигналы с частотой ниже выбранной частоты среза и ослабляет сигналы с частотами выше частоты среза. Точная частотная характеристика фильтра зависит от конструкции фильтра.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.