АКТИВНИ ФИЛТЕРИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ПРВОГ И ДРУГОГ РЕДА - ТЕХНОЛОГИЈА - 2025

Активни филтери су они који имају контролисане изворе или активне елементе, попут оперативних појачала, транзистора или вакуумских цеви. Кроз електронски круг, филтер омогућава да се врши моделирање преносне функције која мења улазни сигнал и даје излазни сигнал у складу са дизајном.

Конфигурација електронског филтра је обично селективна, а критеријум за избор је фреквенција улазног сигнала. Због горе наведеног, овисно о врсти круга (у низу или паралелно), филтер ће омогућити пролазак одређених сигнала и блокират ће пролаз осталих.

На овај начин ће се карактерисати излазни сигнал дорадити према конструкцијским параметрима круга који чини филтер.

карактеристике

- Активни филтри су аналогни филтри, што значи да модификују аналогни сигнал (улаз) као функцију фреквенцијских компоненти.

- Захваљујући присутности активних компоненти (оперативни појачивачи, вакуумске цеви, транзистори, итд.), Овај тип филтера повећава пресек или цео излазни сигнал, у односу на улазни сигнал.

То је због појачања снаге употребом оперативних појачала (ОПАМС). То олакшава добијање резонанције и фактор високог квалитета, без потребе за коришћењем индуктора. Са своје стране, фактор квалитета - познат и као К фактор - је мерило оштрине и ефикасности резонанције.

- Активни филтри могу комбиновати активне и пасивне компоненте. Потоњи су основне компоненте склопова: отпорници, кондензатори и индуктори.

- Активни филтери омогућавају каскадне везе, конфигурирани су да појачавају сигнале и омогућавају интеграцију између два или више кругова ако је потребно.

- У случају да круг има оперативна појачала, излазни напон кола је ограничен напоном засићења ових елемената.

- У зависности од типа кола и вредности активних и пасивних елемената, активни филтер може се конструисати тако да обезбеди високу улазну импедансу и малу излазну импедансу.

- Израда активних филтера је економична у поређењу с другим типовима склопова.

- За рад активним филтрима је потребно напајање, по могућности симетрично.

Филтери првог реда

Филтери првог реда се користе за ублажавање сигнала који су изнад или испод степена одбацивања, у множини од 6 децибела сваки пут када се фреквенција удвостручи. Ову врсту подешавања обично представља следећа функција преноса:

Када разбијемо бројник и називник израза, имамо:

- Н (јω) је полином степена ≤ 1

- т је обратна угаона фреквенција филтера

- В _ц је угаона фреквенција филтера, а дата је следећом једначином:

У овом изразу ф _ц је фреквенција искључивања филтера.

Пресечна фреквенција је гранична фреквенција филтера за коју се индукује пригушавање сигнала. У зависности од конфигурације филтера (нископропусни, високопропусни, опсег или елиминисање опсега), ефекат дизајна филтера приказује се управо од фреквенције пресека.

У посебном случају филтера првог реда они могу бити само нископропусни или високопропусни.

Филтери за ниске пропусности

Ова врста филтера омогућава пролазак нижих фреквенција и смањује или смањује фреквенције изнад фреквенције пресека.

Функција преноса за филтере са ниским пролазом је следећа:

Амплитуда и фазни одзив ове функције преноса су:

Активни филтер с малим пролазом може испунити конструкцијску функцију помоћу улазних и уземљујућих отпорника, заједно с оп-амперима и паралелним конфигурацијама кондензатора и отпорника. Испод је пример активног нископропусног претварача:

Параметри функције преноса за овај круг су:

Хигх пасс филтери

Са своје стране, високопропусни филтери имају супротан ефекат, у поређењу са филтерима ниског протока. Другим речима, ова врста филтера смањује ниске фреквенције и омогућава високим фреквенцијама да прођу.

Чак, у зависности од конфигурације круга, активни високопропусни филтери могу појачати сигнале ако имају радна појачала посебно уређена за ту сврху. Функција преноса активног високопропусног филтера првог реда је следећа:

Амплитуда и фазни одзив система је:

Активни високопропусни филтер користи отпорнике и кондензаторе серијски на улазу у круг, као и отпорник на путу пражњења до земље, како би им служио као повратна импеданција. Ево примера активног круга претварача високог пролаза:

Параметри функције преноса за овај круг су:

Филтери другог реда

Филтери другог реда обично се добијају серијским повезивањем филтера првог реда како би се добио сложенији склоп који омогућава селективно подешавање фреквенција.

Општи израз за функцију преноса филтера другог реда је:

Када разбијемо бројник и називник израза, имамо:

- Н (јω) је полином степена ≤ 2.

- В _о је угаона фреквенција филтера, а дата је следећом једначином:

У овој једначини ф _о је карактеристика фреквенција филтера. У случају да постоји РЛЦ круг (серијски отпор, индуктор и кондензатор), карактеристична фреквенција филтера одговара резонантној фреквенцији филтера.

Заузврат, резонантна фреквенција је фреквенција на којој систем достиже свој максимални степен осцилације.

- ζ је фактор пригушивања. Овај фактор дефинише способност система да пригуши улазни сигнал.

Заузврат, из фактора пригушивања, фактор квалитета филтера се добија следећим изразом:

Овисно о дизајну импеданција кола, активни филтери другог реда могу бити: филтери ниског протока, високопропусни филтри и појасни филтри.

Апликације

Активни филтери се користе у електричним мрежама како би се смањили поремећаји у мрежи због повезивања нелинеарних оптерећења.

Ове сметње могу се пробити комбиновањем активних и пасивних филтера, и променом улазних импеданција и РЦ подешавања током склопа.

У електричним мрежама електричне енергије активни филтери се користе да би се смањила хармоника струје која циркулише мрежом између активног филтера и чвора за производњу електричне енергије.

Слично томе, активни филтри помажу у балансирању повратних струја које круже кроз неутралу, и хармоника повезаних са овим протоком струје и напоном система.

Поред тога, активни филтери играју одличну улогу у корекцији фактора снаге међусобно повезаних електричних система.

Референце

1. Активни филтри (сф). Национални експериментални универзитет у Таширу. Држава Тацхира, Венезуела. Опоравак од: унет.еду.ве
2. Ламицх, М. (2001). Активни филтери: Увод и апликације. Университат Политецница де Цаталуниа, Шпанија. Опоравак од: крит.упц.еду
3. Мииара, Ф. (2004). Активни филтери. Национални универзитет у Росарију. Аргентина. Опоравак од: фцеиа.унр.еду.ар
4. Гименез, М (сф). Теорија кругова ИИ. Универзитет Симон Боливар. Држава Миранда, Венецуела. Опоравак од: лабц.усб.ве
5. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2017). Активни филтер. Опоравак од: ес.википедиа.орг
6. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2017). Електронски филтер. Опоравак од: ес.википедиа.орг