Et filter kan defineres med henvisning til forskellige områder såsom kemi, optik, teknik, turbulensmodellering, teknik, computing, filosofi og signalbehandling. Lad os overveje signalbehandlingsfiltre, filter kan defineres som en enhed, der bruges til at fjerne unødvendige dele eller dele af signalet. Denne fjernelse af unødvendige dele af signalet kaldes filtreringsproces. Disse signalbehandlingsfiltre er klassificeret i forskellige typer såsom elektroniske filtre , digitale filtre og analoge filtre.
Analoge filtre
Analogt filter bruges typisk i elektronik og betragtes som en grundlæggende byggesten til signalbehandling. Disse analoge filtre bruges til at adskille lydsignaler, før de påføres højttalere. At adskille og kombinere flere telefonsamtaler på en enkelt kanal kan gøres ved hjælp af analoge filtre. At vælge en bestemt radiostation fra radiomodtageren ved at afvise alle andre kanaler kan gøres ved hjælp af analoge filtre.
De kontinuerligt varierende signaler (analoge signaler) kan betjenes ved hjælp af passive lineære elektroniske analoge filtre, der er sammensat af passive elementer såsom modstande, kondensatorer og induktorer. Disse analoge filtre bruges ofte til at tillade bestemte frekvenskomponenter ved at afvise andre fra analoge eller kontinuerlige tidssignaler.
Typer af analoge filtre
De lineære analoge filtre kan vises som netværkssyntesefiltre, billedimpedansfiltre og enkle filtre. Netværkssyntesefiltre klassificeres igen som et Butterworth-filter, Chebyshev-filter, elliptisk filter eller Cauer-filter, Bessel-filter, Gaussisk filter, Optimum 'L' -filter (Legendre) og Linkwithz-Riley-filter. Billedimpedansfiltrene klassificeres yderligere som et Constant k-filter, m-afledt filter, generelle billedfiltre, Zobel-netværk, gitterfilter, broforbundet T-forsinkelsesudligning, sammensat billedfilter og mm'-type filter. RC-filter, RL-filter, LC-filter og RLC-filter kaldes som enkle filtre.
Analogt filter design
Det analoge filterdesign inkluderer analoge filteroverføringsfunktioner, poler og nuller til analoge filtre, frekvensrespons for analoge filtre, outputrespons og forskellige typer analoge filtre. De analoge filterdesignfiltermetoder er klassificeret som Butterworth, Chebyshev og Elliptic filtermodeller baseret overføringsfunktion med ordre 'n'.
Butterworth filter
Butterworth filterdesign
Det Butterworth eller maksimalt fladt størrelsesfilter har et fladt (matematisk så meget som muligt) frekvensrespons. Det analoge lavpasfilters (Butterworth) 'murvæg', som kan defineres som standardtilnærmelser for forskellige filterordrer, er vist i nedenstående figur (inklusive ideel frekvensrespons).
Butterworth-filter Ideel frekvensrespons
Hvis vi øger rækkefølgen af Butterworth-filteret, bliver Butterworth-filterdesignets kaskadede trin også øget. Som vist i figuren ovenfor kommer filter- og murvægssvaret således nærmere. Generelt realiseres de lineære analoge filtre ved hjælp af forskellige topologier, Butterworth-filteret kan realiseres ved hjælp af Cauer-topologi eller Sallen-key-topologi.
Chebyshev-filter
Chebysev-filtre er opkaldt efter Pafnufy Chebyshev, der afledte de matematiske beregninger af Chebyshev filtre . Fejlen mellem karakteristikken for idealiseret filter og faktisk filter kan reduceres ved hjælp af egenskaben Chebyshev filter.
Chebyshev-filter
Disse Chebyshev-filtre klassificeres yderligere som type1 og type2 Chebyshev-filtre. Type1-filtre er grundlæggende, og forstærknings- eller amplituderesponsen er en vinkelfrekvensfunktion af den niende rækkefølge af det analoge lavpasfilter (LPF-hvis vi betragter analoge filtre). Type2 Chebyshev-filteret er en usædvanlig type og er et omvendt filter.
Typer af Chebyshev-filter
Enkle analoge filtre
RC filter
RC filter kredsløb
De enkle modstandskondensator elektriske kredsløb drevet af strøm eller spændingskilde fungerer som analoge filtre. Disse RC filter kredsløb bruges til at filtrere et signal, så de blokerer specifikke frekvenser og tillader andre frekvenser at passere. RC-filterkredsløbet kan tilsluttes som serie RC kredsløb eller parallel RC-kredsløb som vist i ovenstående figur.
LC-filter
LC filter kredsløb
Det enkle induktor-kondensator elektriske kredsløb fungerer som et LC-filter, der også kaldes tunet kredsløb eller resonanskredsløb eller tankkredsløb. Dette LC-kredsløb opfører sig også som en elektrisk resonator. LC-kredsløbene bruges til at generere signaler eller til at opfange signaler ved en bestemt frekvens. LC-filteret kan tilsluttes som serie LC-kredsløb eller parallelt LC-kredsløb som vist i ovenstående figur.
RL-filter
RL filter kredsløb
Det enkle modstand-induktor elektriske kredsløb fungerer som et RL filter kredsløb, der drives ved hjælp af strøm eller spændingskilde og er lavet af modstanden og induktoren. RL-filteret kan tilsluttes som serie RL-kredsløb eller parallelt RL-kredsløb som vist i ovenstående figur.
RLC-filter
RLC filter kredsløb
Det enkle elektriske modstand-induktor-kondensator-kredsløb fungerer som et RLC-filterkredsløb, modstanden, kondensatoren og induktoren kan tilsluttes i serie eller parallelt for at danne RLC-filter eller parallel RLC-filter. Dette RLC-filterkredsløb danner som harmonisk oscillator for strøm og resonerer som et LC-kredsløb. Men her kan svingningerne henfaldes ved at indføre en modstand, og denne effekt kaldes dæmpning.
Vil du vide mere detaljeret om praktisk analogt og digitalt filterdesign? Hvis du er interesseret i at designe elektronikprojekter del derefter dine synspunkter, kommentarer, forespørgsler og forslag i kommentarfeltet nedenfor.
