Aktīvo filtru raksturojums, pirmais un otrais pasūtījums, lietojumprogrammas



The aktīvie filtri ir tie, kuriem ir kontrolēti avoti vai aktīvie elementi, piemēram, darbības pastiprinātāji, tranzistori vai vakuuma caurules. Izmantojot elektronisko ķēdi, filtrs ļauj izpildīt pārvades funkcijas modelēšanu, kas maina ieejas signālu un dod izejas signālu saskaņā ar dizainu.

Elektroniskā filtra konfigurācija parasti ir selektīva un atlases kritērijs ir ievades signāla frekvence. Ņemot vērā iepriekš minēto, atkarībā no ķēdes veida (sērijveida vai paralēli) filtrs ļaus nobraukt noteiktus signālus un bloķēt pārējo.

Šādā veidā izejas signāls tiks raksturots ar to, ka to attīra atbilstoši shēmas, kas veido filtru, konstrukcijas parametriem.

Indekss

  • 1 Raksturojums
  • 2 pirmās kārtas filtri
    • 2.1. Zema caurlaidības filtri
    • 2.2. Filtru skaits ir augsts
  • 3 Otrā pasūtījuma filtri
  • 4 Pieteikumi
  • 5 Atsauces

Funkcijas

- Aktīvie filtri ir analogie filtri, kas nozīmē, ka tie maina analogo signālu (ieeju) atkarībā no frekvences komponentiem.

- Pateicoties aktīvo komponentu klātbūtnei (darbības pastiprinātāji, vakuuma caurules, tranzistori utt.), Šāda veida filtri palielina sekciju vai visu izejas signālu attiecībā pret ievades signālu.

Tas ir saistīts ar enerģijas pastiprināšanu, izmantojot operatīvos pastiprinātājus (OPAMS). Iepriekšminētais atvieglo rezonanses iegūšanu un augstas kvalitātes faktoru, neizmantojot induktorus. Savukārt kvalitātes faktors, kas pazīstams arī kā Q faktors, ir rezonanses asuma un efektivitātes rādītājs.

- Aktīvie filtri var apvienot aktīvos un pasīvos komponentus. Pēdējie ir ķēžu pamatkomponenti: rezistori, kondensatori un induktori.

- Aktīvie filtri nodrošina kaskādes savienojumus, ir konfigurēti, lai pastiprinātu signālus un vajadzības gadījumā ļautu integrēt divas vai vairākas ķēdes.

- Ja ķēdē ir darbības pastiprinātāji, ķēdes izejas spriegumu ierobežo šo elementu piesātinājuma spriegums.

- Atkarībā no ķēdes veida un aktīvo un pasīvo elementu nominālās vērtības aktīvo filtru var veidot tā, lai nodrošinātu augstu ieejas pretestību un nelielu izejas pretestību..

- Aktīvo filtru ražošana ir ekonomiska salīdzinājumā ar citu tipu komplektiem.

- Lai darbotos, aktīvajiem filtriem ir nepieciešama strāvas padeve, vēlams simetriska.

Pirmās kārtas filtri

Pirmās kārtas filtri tiek izmantoti, lai mazinātu signālus, kas ir virs vai zem noraidīšanas pakāpes, 6 decibelu reizinājumos katru reizi, kad frekvence tiek dubultota. Šāda veida mezgliem parasti ir šāda pārsūtīšanas funkcija:

Sadalot skaitītāju un vārda saucēju, jums ir:

- N (jω) ir pakāpes ≤ 1 polinoms

- t ir filtra leņķiskās frekvences apgrieztā vērtība

- Wc ir filtra leņķa frekvence, un to nosaka šāds vienādojums:

Minētajā izteiksmēc ir filtra atslēgšanas frekvence.

Ierobežošanas frekvence ir filtra robežfrekvence, kurai tiek ierosināts signāla vājinājums. Atkarībā no filtra konfigurācijas (zema caurlaide, augsta caurlaide, joslas vai joslas likvidēšana) filtra konstrukcijas iedarbība ir norādīta tieši no atslēgšanās frekvences.

Konkrētajā gadījumā, ja ir pirmās kārtas filtri, tie var būt tikai zema caurlaide vai augsta caurlaide.

Zema caurlaidības filtri

Šāda veida filtri ļauj iziet zemākas frekvences, kā arī vājina vai nomāc frekvences, kas pārsniedz robežfrekvences.

Zema caurlaidības filtru pārsūtīšanas funkcija ir šāda:

Šīs pārsūtīšanas funkcijas amplitūda un fāzes reakcija ir:

Aktīvs zemas caurlaidības filtrs var izpildīt projektēšanas funkciju, izmantojot ieejas un zemes izlādes rezistorus, kā arī operatīvos pastiprinātājus un rezistoru un kondensatoru konfigurācijas paralēli. Zemāk ir attēlots invertora zema caurlaides aktīvās ķēdes piemērs:

Pārraides funkcijas parametri šai ķēdei ir:

Filtri pārsniedz augstu

No otras puses, augstspiediena filtriem ir pretējs efekts, salīdzinot ar zemas caurlaidības filtriem. Tas nozīmē, ka šāda veida filtri mazina zemās frekvences un ļauj pāriet augstām frekvencēm.

Pat, atkarībā no ķēdes konfigurācijas, augstas caurlaides aktīvie filtri var pastiprināt signālus, ja tiem ir speciāli šim nolūkam sakārtoti darbības pastiprinātāji. Pirmās kārtas aktīvā augstspiediena filtra pārsūtīšanas funkcija ir šāda:

Sistēmas amplitūda un fāzes reakcija ir:

Aktīvs augstspiediena filtrs izmanto rezistorus un kondensatorus sērijā pie ķēdes ieejas, kā arī rezistoru izlādes ceļā uz zemes, lai izpildītu atgriezeniskās pretestības funkciju. Tālāk ir sniegts aktīvās augstsprieguma invertora shēmas piemērs:

Pārraides funkcijas parametri šai ķēdei ir:

Otrā pasūtījuma filtri

Otrā pasūtījuma filtri parasti tiek iegūti, veicot pirmās kārtas filtru savienojumus sērijā, lai iegūtu sarežģītāku iestatījumu, kas ļauj veikt selektīvu frekvenču regulēšanu.

Otrās kārtas filtra pārsūtīšanas funkcijas vispārējā izteiksme ir:

Sadalot skaitītāju un vārda saucēju, jums ir:

- N (jω) ir pakāpes ≤ 2 polinoms.

- Wo ir filtra leņķa frekvence, un to nosaka šāds vienādojums:

Šajā vienādojumā fo ir filtra raksturīgā frekvence. Gadījumā, ja ir RLC ķēde (rezistors, induktors un kondensators sērijā), filtra raksturīgā frekvence sakrīt ar filtra rezonanses frekvenci..

Savukārt rezonanses frekvence ir frekvence, pie kuras sistēma sasniedz maksimālo svārstību pakāpi.

- ζ ir amortizācijas koeficients. Šis faktors nosaka sistēmas spēju nomainīt ieejas signālu.

Savukārt no amortizācijas koeficienta filtra kvalitātes koeficients tiek iegūts ar šādu izteiksmi:

Atkarībā no ķēdes pretestības konstrukcijas, otrās kārtas aktīvie filtri var būt: zemas caurlaides filtri, augstspiediena filtri un joslas caurlaidības filtri..

Programmas

Aktīvie filtri tiek izmantoti elektrotīklos, lai samazinātu traucējumus tīklā sakarā ar nelineāru slodžu savienojumu.

Šos traucējumus var pārklāt ar aktīvo un pasīvo filtru kombināciju, kā arī ieejas pretestību un RC konfigurāciju variāciju visā montāžas laikā..

Elektroenerģijas elektrotīklos aktīvie filtri tiek izmantoti, lai samazinātu strāvas plūsmu, kas plūst caur tīklu, starp aktīvo filtru un elektroenerģijas ražošanas mezglu.

Tāpat aktīvie filtri palīdz līdzsvarot atgriešanās strāvas, kas cirkulē caur neitrālu, un harmonikas, kas saistītas ar šo strāvu un sistēmas spriegumu..

Turklāt aktīvie filtri pilda lielisku funkciju attiecībā uz savstarpēji savienoto elektrisko sistēmu jaudas koeficienta korekciju.

Atsauces

  1. Aktīvie filtri (s.f.). Tiraira Nacionālā eksperimentālā universitāte. Valsts Táchira, Venecuēla. Saturs iegūts no: unet.edu.ve
  2. Lamich, M. (2001). Aktīvie filtri: ievads un lietojumprogrammas. Universitat Politècnica de Catalunya, Spānija. Saturs iegūts no: crit.upc.edu
  3. Miyara, F. (2004). Aktīvie filtri. Rosario Nacionālā universitāte. Argentīna Saturs iegūts no: fceia.unr.edu.ar
  4. Gimenez, M (s.f.). Circuit teorija II. Simón Bolívar universitāte. Valsts Miranda, Venecuēla. Saturs iegūts no: labc.usb.ve
  5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Aktīvais filtrs Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Elektroniskais filtrs Saturs iegūts no: en.wikipedia.org