Filtre passe-haut (hpf) | Différents types | Applications importantes (4+)

  1. Quels sont les filtres passe-haut?
  2. Comment fonctionne un filtre passe-haut?
  3. Que fait un filtre passe-haut dans un circuit?
  4. Qu'est-ce qu'un symbole de filtre passe-haut?
  5. Quels sont les types de filtre passe-haut?
  6. Différents exemples de filtres passe-haut
  7. Réponse temporelle et réponse en fréquence de hpf
  8. Fréquence de coupure de hpf
  9. Fonction de transfert du filtre passe-haut
  10. Comparaison entre filtre passe-haut et passe-bas

                               

Qu'est-ce qu'un filtre passe-haut?

"Le filtre passe-haut est un circuit qui atténue tous les signaux de fréquences qui appartiennent à la fréquence de coupure ci-dessous et donne une sortie ou un gain constant au-dessus de cette fréquence particulière. »

Filtre passe-haut du premier ordre
Type de premier ordre

Dans la figure ci-dessus, le circuit CR effectue le travail de «filtrage». L'ampli opérationnel est lié à un suiveur de tension. Maintenant, le système de rétroaction est également incorporé pour annuler la tension de décalage selon la propriété de l'amplificateur opérationnel.

Ici,

L'équation peut être calculée en utilisant la propriété d'amplificateur opérationnel idéal qui déclare qu'un amplificateur opérationnel a un gain infini. Ici, f représente la fréquence du signal d'entrée.

= Gain de bande passante de HPF,

f = fréquence du signal d'entrée (c'est aussi la fréquence de coupure),

Fonctionnement d'un filtre passe-haut:

Ici, l'équation gain-amplitude fait le travail de vérification à un niveau de fréquence inférieur.

At f = fc,

Caractéristiques du filtre passe-haut

Caractéristiques du filtre passe-haut
Caractéristiques du filtre passe-haut

Types de filtre passe-haut:

  • Filtres passe-haut passifs
  • Filtres passe-haut actifs

Un filtre passe-haut actif n'est rien d'autre qu'un circuit contenant un composant actif tel qu'un transistor, un amplificateur opérationnel (op-amp), etc. L'utilisation de ces appareils nous donne plus d'efficacité.

Avantage du filtre passe-haut:

Élevé actif les filtres de passage ont plusieurs avantages par rapport aux autres types de filtres. Les principaux avantages sont donnés ci-dessous.

1. Amplification d'un signal plus faible,

2. Transmission efficace du signal (avec une perte minimale),

3. Performance efficace lorsqu'il est utilisé dans un filtre à plusieurs étages.

Expliquez le fonctionnement du filtre passe-haut.

Le plus direct et le plus simple type de filtre est le filtre de premier ordre. Il a un seul composant réactif. Le transformer le processus est assez simple. Vous n'avez qu'à ajouter un ampli-op.

Les amplificateurs opérationnels ont plusieurs configurations. Différentes configurations ont des attributs et un impact différents sur les performances du filtre.

Maintenant, notez le taux de décroissance d'un filtre de premier ordre. La vitesse de décroissance est définie comme la vitesse à laquelle le gain d'un filtre change dans la bande d'arrêt opérationnelle. Le taux représente la pente de la courbe et il nous aide également à connaître le taux de croissance de la croissance.

Les filtres de premier ordre ont un taux de croissance de 20 dB / décennie ou en d'autres termes, on peut dire que le taux de croissance est de 6 dB / octave.

Fonction de transfert de filtre passe-haut -

Nous savons que l'impédance du condensateur varie avec la fréquence. C'est pourquoi les filtres électroniques proposent des réponses qui dépendent des fréquences.

L'impédance d'un condensateur est généralement donnée par l'équation suivante.

Où, s = σ + jω, ω représente la fréquence angulaire.

La fonction de transfert est dérivée en utilisant certains théorèmes de base de la théorie des réseaux.

La fonction de transfert est donnée par le rapport entre la sortie et l'entrée fournie. La représentation typique de la fonction de transfert est donnée comme suit.

La fonction de transfert typique est:

Où,

a1 représente les amplitudes des signaux

ω0 représente les fréquences de coupure angulaire

Application du filtre passe-haut actif:

  • Pour transmettre une fréquence plus élevée en cas de filtres liés à la vidéo.
  • La fréquence est modifiée en fonction de diverses formes d'onde.
  • Les actifs trouvent application dans les CRO, générateurs.

Filtres passe-haut passifs:

Pourquoi utilise-t-on des filtres passe-haut passifs?

Un filtre est dit passif lorsqu'il n'y a pas d'alimentation externe, et le signal d'entrée reste également non amplifié en raison des composants passifs présents dans le filtre. Les composants passifs peuvent être les mêmes que le passe-bas, mais la connexion globale est toujours inversée. Les composants passifs sont la résistance (R) et le condensateur (C), il s'agit donc d'une combinaison de filtres RC.

Le nom "passive, "élevée", "passe" et "filtre" suggèrent que le filtre ne passera que le fréquence plus élevée, c'est-à-dire qu'il sera bloquer les basses fréquences.

Filtre passe-haut passif (RC)
Filtre passe-haut passif (RC)

Dans le circuit ci-dessus, la tension de sortie est déterminée aux bornes de la résistance (R); lorsque la fréquence augmente, la réactance du condensateur diminue, de sorte que la sortie et le gain augmentent simultanément.

La formule pour calculer la fréquence du circuit RC est,

f = \ frac {1} {2 \ pi RC}

Comment construire un filtre passe-haut RC:

Pour construire un HPF RC, les composants dont nous avons besoin sont les suivants,

La fréquence:

                                    (0.00000001F) = 15,293 XNUMX Hz, plus la sortie est élevée, plus le signal est atténué.

Si nous donnons une entrée de signal CA au circuit à partir d'un générateur de fonctions et réglons le signal à une basse fréquence, le condensateur bloquera le signal de tension. Ainsi, les signaux basse fréquence qui se bloquent n'atteignent pas le condensateur. Les signaux haute fréquence continuent et passent à la sortie.

Les filtres passe-haut passifs sont utilisés dans:

  • Amplificateurs audio
  • Dans les systèmes de haut-parleurs
  • Dans différents systèmes de contrôle de la musique, etc..

Filtre passe-haut du premier ordre vs filtre passe-haut du second ordre -

  • Le filtre passe-haut du second ordre comprend deux composants réactifs différents.
  • Le HPF de premier ordre a une fonction de transfert du premier ordre; d'autre part, le HPF de second ordre a une fonction de transfert de second ordre.
  • Le filtre du premier ordre diffère du filtre du second ordre sur la base de la bande d'arrêt. La pente du graphe d'un second ordre est typiquement le double algébrique du premier ordre.

Filtre passe-haut passif RL:

Filtre passe-haut passif RL

Ce circuit se compose d'un résistance et un inducteur. L'inductance du circuit laisse passer toutes les fréquences inférieures et réduit les tensions à ses bornes. Il maintient également la tension de sortie plus proche de la tension d'entrée.

Il y a une réponse en fréquence en dB en dessous du circuit pour une plage de fréquences spécifique.

La fréquence de coupure inférieure pour un RL filtre passe-haut est déterminé par l'inductance et la combinaison parallèle de RF et RL, par la formule :

Où, REQ = RF|| RL

Comment construire un filtre passe-haut RL:

Pour construire un HPF RL, nous avons besoin,

  • Un générateur de fonctions
  • Une résistance
  • Un inducteur
  • Oscilloscope

Pour faire le circuit, nous pouvons utiliser une inductance de 470mH et une résistance de 10KΩ.

Le circuit forme un filtre passe-haut et aide les signaux haute fréquence à passer à la sortie. Il filtre également les signaux basse fréquence à travers l'inductance.

Filtre passe-haut Butterworth:

Qu'est-ce qu'un filtre Butterworth?

"Butterworth filter est probablement la première et la plus connue des approximations de filtre. »

Le filtre Butterworth est créé pour obtenir un graphique de réponse en fréquence fluide dans la bande passante.

Image du circuit -

Le schéma de circuit du filtre passe-haut Butterworth et réponse en fréquence 

                                                                            

Réponse en fréquence des filtres Butterworth avec les commandes
Crédit image: OmégatronCommandes ButterworthCC BY-SA 3.0

Filtre passe-haut Chebyshev:

Filtre Chebyshev

Le filtre Butterworth est créé pour obtenir un graphique de réponse en fréquence fluide dans la bande passante. Les filtres peuvent être classés en deux catégories. Les catégories sont «Filtre Chebyshev» et «Filtre Chebyshev inversé».

La réponse du filtre se révèle être la réponse d'un filtre Butterworth, si la valeur d'ondulation est fixée à 0%. En règle générale, la valeur d'ondulation est fixée à 0.5% pour les applications dans les filtres numériques.

Réponse en fréquence de Chebyshev

Réponse de Chebyshev
Crédit image: Pfalstad / CC BY-SA

réponse en fréquence de tous les filtres électroniques classiques
crédit d'image: Alessio DamatoFiltres linéaires électroniquesCC BY-SA 3.0

Filtre passe-haut vs filtre passe-bas:

Pourquoi utiliser le filtre passe-haut?

  • Les filtres passe-haut sont excellents pour toutes les opérations électroniques ou électriques.
  • HPF nous permet d'obtenir une mise en scène en fournissant plus de contrôle sur le processus ou l'expérience.
  • La suppression des bruits indésirables est une autre meilleure fonctionnalité à ce jour.

Écrivez quelques avantages d'un filtre passe-haut.

  • Avoir une réponse rapide.
  • La puissance de diffusion est suffisamment puissante pour recevoir la fréquence du canal nécessaire.
  • Le filtre présente des avantages dans les applications de traitement audio car il bloque le Courant continu tension de s'amplifier.

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