Mis on kõrgpääsfilter?

"Kõrgpääsfilter on täpselt vastupidine madalpääsfiltri vooluringile, kuna kaks komponenti on vahetatud filtrite väljundsignaaliga, mis võetakse nüüd üle takisti wkuna madalpääsufilter lubas signaalidel läbida ainult alumise sageduspunkti ƒc, läbib passiivne kõrgpääsfiltri ahel, nagu nimigi osutab, ainult signaale valitud piirpunktist kõrgemal, ƒc välistades kõik madalsagedussignaalid lainekuju. ----- FMUSER"

sisu

1) Kõrgpääsfiltri vooluring

2) 1. järgu kõrgpääsfiltri sageduskarakteristik

3) Väljalülitussagedus ja faasinihe

4) Kõrgpääsfiltri näide nr1

5) Teise astme kõrgpääsfilter

6) Kõrgpääsfiltri kokkuvõte

7) RC eristaja

Kõrgpääsfiltri vooluring

Selles vooluahelas on kondensaatori reaktsioonivõime madalatel sagedustel väga kõrge, nii et kondensaator toimib nagu avatud vooluring ja blokeerib VIN-sisendisignaale, kuni on saavutatud piirsageduspunkt (ƒC). 

Üle selle piirväärtuse sageduspunkti on kondensaatori reaktsioonivõime piisavalt vähenenud, et toimida nüüd pigem lühisena, mis võimaldab kogu sisendsignaalil väljuda otse väljundisse, nagu on näidatud allpool filtrite reageerimiskõveral.

Vaata ka: >> Mis on madalpääsfilter ja kuidas ehitada madalpääsfiltrit? 

1. järgu kõrgpääsfiltri sageduskarakteristik

Eespool toodud passiivse kõrgpääsfiltri Bode graafiku või sageduse reageerimise kõver on täpselt vastupidine madalpääsfiltrile. Siin nõrgestatakse või summutatakse signaali madalatel sagedustel, väljund suureneb + ​​20dB / kümnend (6dB / oktaav), kuni sagedus jõuab piirpunkti (ƒc), kus jällegi R = Xc. 

Sellel on vastuskõver, mis ulatub lõpmatusest piirsageduseni, kus väljundpinge amplituud on 1 / √2 = 70.7% sisendsignaali väärtusest või -3dB (20 log (Vout / Vin)) sisend väärtus.

Samuti näeme, et väljundsignaali faasinurk (Φ) viib sisendsignaali faasinurka (Φ) ja on sagedusel ƒc võrdne + 45o. Selle filtri sageduskarakteristik näitab, et filter suudab edastada kõik signaalid lõpmatuseni. Kuid praktikas ei ulatu filtri vastus lõpmatuseni, vaid on piiratud kasutatavate komponentide elektriliste omadustega.

Esimese astme kõrgpääsfiltri läbilõike sageduspunkti võib leida sama võrrandi abil nagu madalpääsfiltri puhul, kuid faasinihke võrrandit muudetakse pisut, et võtta arvesse positiivset faasinurka, nagu allpool näidatud.

Vaata ka: >> Kuidas kujundada madalpääsufiltrit - Subwoofer?

Väljalülitussagedus ja faasinihe

 

Vooluahela võimendus Av, mis antakse kui Vout / Vin (suurusjärk) ja arvutatakse järgmiselt:

Kõrgpääsfiltri näide nr1
Arvutage välja piirväärtus või “murdepunkti sagedus (ƒc) lihtsa passiivse kõrgpääsfiltri jaoks, mis koosneb 82pF kondensaatorist, mis on jadana ühendatud 240kΩ takistiga.

Teise astme kõrgpääsfilter
Nagu ka madalpääsfiltrite puhul, saab ka kõrgpääsfiltrite astmeid kaskaadida, moodustades teise järgu (kahepooluselised) filtrid, nagu näidatud.

 

Ülaltoodud vooluringis kasutatakse kahte esimese astme filtrit, mis on ühendatud või kaskaaditud, et moodustada teise järgu või kahepooluseline kõrgpääsuvõrk. Seejärel saab esimese järgu filtri etapi teisendada teise järgu tüübiks, kasutades lihtsalt täiendavat RC-võrku, sama mis teise järgu madalpääsfiltri puhul. Saadud teise astme kõrgpääsfiltri ahela kalle on 2dB / kümnend (40dB / oktaav).

Nagu madalpääsfiltri puhul, määravad nii takistid kui ka kondensaatorid läbilõike sageduse ƒc järgmiselt.

Praktikas on passiivfiltrite kooskaskaadimist suurema järgu filtrite tootmiseks keeruline täpselt teostada, kuna iga filtrijärjekorra dünaamiline takistus mõjutab selle naabervõrku. Koormusefekti vähendamiseks võime iga järgneva astme takistuse 10x muuta eelnevaks astmeks, nii et R2 = 10 * R1 ja C2 = 1/10 C1-st.

Vaata ka: >> Madalpääsfiltrid: see on see, mis teil on ja mida teete sellega! 

Kõrgpääsfiltri kokkuvõte
Oleme näinud, et passiivne kõrgpääsfilter on täpselt vastupidine madalpääsfiltrile. Sellel filtril ei ole väljundpinget alalisvoolust (0 Hz) kuni kindla väljalülitussageduse (ƒc) punktini. See alumine piirsageduse punkt on 70.7% või -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) lubatud pinge võimendusest.

Selle piirpunkti belowc allpool asuvat sagedusvahemikku nimetatakse üldjuhul stoppribaks, samal ajal kui sagedusvahemikku sellest piirpunktist ülalpool nimetatakse üldpöördusribaks.

Kõrgpääsufiltri läbilõikesagedus, nurksagedus või -3dB-punkt võib leida standardvalemi abil: ƒc = 1 / (2πRC). Saadud väljundsignaali faasinurk atc juures on + 45o. Üldiselt on kõrgpääsfilter kõrgemate töösageduste tõttu vähem moonutav kui selle samaväärne madalpääsfilter.

Seda tüüpi passiivfiltri väga levinud rakendus on helivõimendites kahe helivõimendi astme vahelise ühenduskondensaatorina ja kõlarisüsteemides kõrgema sagedusega signaalide suunamiseks väiksematesse “tweeter” tüüpi kõlaritesse, blokeerides samal ajal madalamaid bassisignaale või kasutatakse ka filtridena madalsagedusliku müra või „müramise” tüüpi moonutuste vähendamiseks. 

Niisugusel kasutamisel helirakendustes kutsutakse kõrgpääsfiltrit mõnikord “madala läbilõike” või “bassi lõikamise” filtriks.

Väljundpinge Vout sõltub ajakonstandist ja sisendsignaali sagedusest, nagu eelpool näha. Kui vooluahelale rakendatakse vahelduvvoolu sinusoidsignaali, käitub see lihtsa 1. astme kõrgpääsfiltrina. Kuid kui muudame sisendsignaali ruutlaine kujuga signaaliks, millel on peaaegu vertikaalne astmesisend, siis muutub vooluahela vastus dramaatiliselt ja tekitab vooluahela, mida tavaliselt nimetatakse diferentsiaatoriks.

Vaata ka: >> RF-filtri põhitõed 

RC eristaja

Siiani on filtri sisendlainekuju eeldatud sinusoidaalne või siinuslaine, mis koosneb põhisignaalist ja mõnest sagedusalas töötavast harmoonikast, mis annab meile filtrile sageduspiirkonna vastuse. Kui aga toita kõrgkõrguse filtrit ruudulaine signaaliga, mis töötab ajapiirkonnas, andes impulsi või astme vastuse sisendi, koosneb väljundlainekuju lühiajalisest impulsist või nappidest, nagu näidatud.

RC-diferentsiaali vooluring

Ruutlaine sisendlainekuju iga tsükkel tekitab väljundis kaks naelu, üks positiivne ja üks negatiivne ning mille amplituud on võrdne sisendi amplituudiga. Naelte kõdunemiskiirus sõltub ajakonstandist, mõlema komponendi (RC) väärtusest (t = R x C) ja sisendsageduse väärtusest. Väljundimpulssid sarnanevad sageduse suurenedes üha enam sisendsignaali kujuga.

Võite ka nagu:

Mis vahe on AM ja FM?

Mis on FM (Frequency Modulation)?

Mis on erinevused AM ja FM raadiolaineid?

Sagedusmodulatsioon eelised ja puudused

AM-vastuvõtja vs FM-vastuvõtja | Erinevus AM-vastuvõtja ja FM-vastuvõtja vahel

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri