Guide complet sur les filtres (à lire d'abord !)

Contenu

  • Dans cet article, nous discuterons de quelques concepts de base liés au filtre et de quelques questions fréquemment posées.
  • Qu'est-ce qu'un filtre? définition de filtre
  • Comment fonctionne un filtre?
  • Quels sont les types disponibles?
  • Quels sont les filtres actifs? Expliquer avec définition
  • Quels sont les filtres passifs? Expliquer avec définition
  • Quels sont les points de conflit entre actif et passif types.
  • Quel est le symbole du filtre?
  • Exemples
  • Quelles sont les applications du filtre dans l'industrie optique et électronique?
  • Quelles sont les courbes de réponse pour les types?
  • Quelle est la réponse temporelle d'un filtre?
  • Quelle est la réponse en fréquence d'un filtre?
  • Qu'est-ce que l'ordre d'un filtre?
  • Comment la sortie de premier ordre diffère-t-elle avec un filtre de second ordre?
  • Qu'est-ce que la fréquence d'angle, la fréquence de coupure, la fréquence de coupure
  • Qu'est-ce que la bande passante (BW)?
  • Qu'est-ce que la fréquence de résonance?
  • Quels sont les filtres résonnants
  • Qu'est-ce que les filtres idéaux et réels?

Qu'est-ce qu'un filtre?

"Un filtre est un réseau sélectif en fréquence composé de quatre terminaux avec des éléments réactifs pour transmettre une plage de fréquence spécifiée."

  • La bande de fréquence transmise à travers elle s'appelle Bande passante.
  • La bande de fréquence, qui est atténuée par elle, est appelée atténuée sur Bande d'arrêt.

Les filtres sont de deux types: numérique analogique. Maintenant, en fonction des composants utilisés, ils sont de deux types - les types actifs et les types passifs.

L'image ci-dessous représente un diagramme de l'actif types(l'un des types les plus populaires et les plus importants).

Circuit de filtre: filtre actif
Circuit de filtre: type actif

Connaître les types de passe-haut actifs. Cliquez ici!

Caractéristiques d'un filtre actif

Comme les titres le suggèrent, ces types sont fabriqués à partir de composants actifs. Certains des transistors actifs sont - des transistors (BJT, FET), tout autre appareil électronique capable d'amplifier un signal ou de produire des puissances.

S'il est nécessaire d'augmenter les caractéristiques, diverses étapes sont jointes d'une certaine manière ou de manière spécifique.

Comment concevoir un filtre passe-bas actif?

Pour concevoir un actif types, nous pouvons utiliser IC741, un ampli-op, configuré avec 8 broches. L'ampli opérationnel doit être alimenté en courant continu avec des résistances et des condensateurs de différentes valeurs.

Filtres passifs

Revenu types sont conçus à l'aide d'appareils passifs.

FILTRE PASSIF

Connaître les applications des types passe-haut actifs. Cliquez ici!

Comparaison des actifs et des passifs types

Un type actif peut présenter un avantage, en augmentant la puissance du signal disponible par rapport à l'entrée. Alors qu'un passif dissipe l'énergie du signal. Pour diverses gammes de fréquences, telles que les fréquences sonores et inférieures, un type peuvent réaliser une fonction de transfert spécifiée sans inductances d'utilisation, qui sont des composants comparativement gros et coûteux contrairement aux résistances et aux condensateurs, et qui sont plus coûteux à créer avec la haute qualité essentielle et les valeurs précises.

De nombreuses étapes peuvent être mises en cascade lorsque l'on souhaite améliorer les attributs. En comparaison, la disposition des bloqueurs passifs à plusieurs étages doit prendre en compte la charge dépendant de la fréquence de chaque phase de l'étage précédent. Étant donné que les inducteurs ne sont pas utilisés, ils peuvent être atteints dans des dimensions vraiment compactes.

  • Le type passif souffre de l'atténuation des signaux. Il existe différentes manières; une méthode populaire de contrôle ou de restauration consiste à utiliser l'amplification via les applications de type actif. Le principal point de conflit entre les types actifs et passifs est l '«amplification».
  • Par rapport à un type passif, le type actif est composé de composants actifs dans des amplificateurs opérationnels, transistors, ou FET dans leur conception de circuit, comme décrit dans les sections précédentes. Ces composants sont alimentés par la source d'alimentation externe, utilisez-la pour l'amplification de la sortie. C'est un avantage supplémentaire par rapport à un passif.

Connaître les types de passe-bas actifs. Cliquez ici!

Pourquoi un filtre actif est-il nécessaire aux basses fréquences?

  • Un type actif est nécessaire à des fréquences plus basses car il permet d'obtenir une faible impédance de sortie tout en fournissant une impédance d'entrée élevée. Il stabilise également différentes plages de fréquences car plusieurs étages peuvent être montés en cascade.

Différence entre les types actifs et passifs

ACTIF VS PASSIF 1

Connaître les applications des types de passe-bas actifs. Cliquez ici!

Ceux-ci peuvent être catégorisés et sous-catégorisés de plusieurs points de vue. Les divisions et sous-divisions les plus courantes sont de type actif ou passif; type passe-haut type passe-bas, type passe-bande, type rejet de bande / encoche ou type passe-tout; de type numérique ou analogique à temps discret ou à temps continu; type linéaire ou non linéaire; réponse impulsionnelle infinie (IIR) ou réponse impulsionnelle finie (FIR) et ainsi de suite.

Exemples :

Type actifs et Type passifLes s sont conçus pour modifier certaines bandes de fréquences de la manière souhaitée. Ils ont différents types selon leurs besoins. Les catégories sont données ci-dessous.

  • Types passe-bas (LPF)
  • Types passe-haut (HPF)
  • A types de passe-bande (BPF)
  • Types de rejet / arrêt de bande (BSF)

Applications :

Ils sont aujourd'hui utilisés dans de nombreux usages du circuit électronique, et ses applications sont immenses. De plus, il est possible d'améliorer le gain du circuit en utilisant différents filtres de différentes manières, de type actif ou passif, en particulier dans les types actifs. Les types actifs utilisent des amplificateurs et nous savons que cela contribue à augmenter le gain. Cet article abordera deux types, tels que le type passe-bas, le type passe-haut avec des diagrammes appropriés et des formes d'onde simulées pour les conditions actives et passives dans les sections suivantes, avec l'importance d'utiliser un ordre supérieur dans le HPF et le LPF.

En électronique, certaines applications sont les suivantes:

  • Dans le système de communication radio pour la syntonisation radio sur une fréquence spécifique: Ils sont utilisés pour permettre aux récepteurs radio de «voir» ou de «détecter» uniquement le signal souhaité et de rejeter tous les autres signaux en prenant leur fréquence de signal différente. Ainsi, des signaux sans bruit peuvent être reçus. Les types passe-bande haute fréquence sont utilisés pour la sélection des canaux dans les centraux téléphoniques.
  • Conception d'alimentation: Ils sont utilisés pour éliminer le bruit ou les hautes fréquences généralement présents sur les lignes d'entrée CA. Ceux-ci sont également appliqués pour réduire l'ondulation.
  • Conversion analogique-numérique (ADC): Ils sont utilisés dans la plupart des entrées ADC pour minimiser le crénelage.
  • modifier images numériques: Il peut également être utilisé pour modifier les images numériques.
  • L'analyse des données: Ils sont également très utiles pour supprimer des fréquences spécifiques dans l'analyse des données.

Réponse en fréquence et réponse temporelle:

Le domaine temporel fait référence au changement d'amplitude du signal par rapport au temps. En revanche, dans le domaine fréquentiel, la fréquence fait référence à l'occurrence d'un événement dans une période donnée.

1920px Modèle de formulaire de bande.svg
Une réponse en fréquence de type différent
Crédit image: FilatureÉtincelle real life identity: SHA-1 commitment ba62ca25da3fee2f8f36c101994f571c151abee7, Modèle de forme de bandeCC BY-SA 3.0

Qu'est-ce que la bande passante (BW)?

Pour les filtres, la bande passante est la différence entre les points supérieur et inférieur de -3 dB.

Par exemple, si un filtre passe-bande a des points de coupure de -3 dB et est réglé sur 200 Hz et 600 Hz, alors la bande passante du filtre sera = (BW) = 600-200 = 400 Hz.

Qu'entendez-vous par le facteur Q?

Le facteur Q est donné par le rapport de la fréquence de résonance au BW.

Q = 2 * π * (quantité maximale d'énergie stockée) / (énergie dissipée par cycle)

FACTEUR Q ÉGALISATION 1
FACTEUR Q ÉGALISATION 2

Une valeur Q plus élevée signifie que le filtre est plus sélectif car le facteur Q est un paramètre qui juge la sélectivité.

Fréquence de résonance

La fréquence de résonance est simplement donnée par la fréquence du circuit résonnant donné. Un circuit résonnant est également connu sous le nom de circuit de réservoir ou de circuit LC. Un circuit résonnant est conçu en utilisant des inducteurs, des condensateurs et des résistances placés en parallèle.

FRÉQ CKT DE RÉSONANCE
Un circuit résonnant parallèle

 L'oscillation d'un système est donnée par l'équation suivante -

ÉGALISATION DE LA FRÉQUENCE RÉSONNANTE

Où,

f = fréquence en Hertz

L = Inductance en Henry

C = capacité en farads

Ordres de filtres

Les filtres d'ordre supérieur ont fourni des taux de réduction plus excellents entre la bande passante et la bande d'arrêt. Des filtres d'ordre supérieur sont également nécessaires pour atteindre les niveaux d'atténuation ou de netteté des coupures requis.

Type actif et type passif ont également des variations dans différents types d'ordres, tels que:

  • Types actifs passe-bas du premier ordre, passe-haut du premier ordre actif types, Passe-bande de premier ordre actif types, La bande de premier ordre s'arrête active types.
  • Passe-bas de deuxième ordre actif types, Passe-haut du deuxième ordre actif types, Passe-bande de second ordre actif types, La bande de second ordre s'arrête active types.

La réponse en fréquence du second ordre est indiquée ci-dessous -

Filtre de 2ème ordre 3
Réponse en fréquence de second ordre

Type idéal et type réel:

Parfois, pour des raisons de simplification, nous utilisons souvent les filtres actifs pour se rapprocher des chemins. Plus tard, ils sont modifiés et appelés «filtre idéal». Les filtres, qui fonctionnent en réalité compte tenu de tous les facteurs possibles, sont réels.

Pour en savoir plus sur l'électronique cliquez ici