Penapis pas tinggi

Sebelum ini kita telah membincangkan Passive Low Pass Filter, sekarang saatnya untuk melihat pandangan mengenai passive high pass filter.

Sama seperti sebelumnya, jika Anda melihat nama itu menunjukkan "Pasif", "Tinggi", "Lulus" dan "Saring". Oleh itu, seperti namanya, ia adalah penapis yang akan menyekat frekuensi rendah, tetapi melewati frekuensi tinggi di atas nilai yang telah ditentukan, yang akan dikira dengan formula.

Ini adalah "pasif" yang bermaksud tidak ada daya luaran, tidak ada penguatan isyarat input; kami akan membuat litar menggunakan komponen "pasif" yang tidak memerlukan sumber kuasa luaran. Komponen pasif sama dengan penapis lulus rendah tetapi susunan sambungan akan dibalikkan dengan tepat. Komponen pasif ialah Resistor (R) dan

Capacitor (C). Sekali lagi ia adalah konfigurasi penapis RC.

Mari lihat apa yang berlaku sekiranya kita membina litar dan periksa respons atau "Bode Plot"

Berikut adalah litar dalam gambar ini:

Ini adalah penapis RC. Secara umumnya isyarat input digunakan untuk ini gabungan siri daripada bukan polarized kapasitor dan perintang. Ia adalah penapis pesanan pertama kerana hanya terdapat satu komponen reaktif dalam litar yang merupakan kapasitor. Output yang ditapis akan tersedia di seluruh perintang. Gabungan duo ini bertentangan dengan low pass filter. Sekiranya kita membandingkan litar dengan penuras lulus rendah, kita akan melihat bahawa kedudukan perintang dan kapasitor saling bertukar.

Bagaimana penapis High Pass berfungsi?

Pada frekuensi rendah, reaktansi kapasitor akan sangat besar sehingga akan bertindak seperti litar terbuka dan menyekat isyarat input di bawah titik frekuensi pemotongan (fc). Tetapi apabila titik frekuensi pemotongan mencapai reaktansi kapasitor akan mula berkurang dan membiarkan isyarat terus berlalu. Kami akan melihatnya secara terperinci dalam keluk tindak balas frekuensi.

Berikut adalah lengkung bagaimana ia kelihatan sama pada output kapasitor: -

Respons Frekuensi dan Frekuensi Cut-Off

Ini adalah keluk tindak balas frekuensi litar penapis lulus Tinggi pesanan pertama itu.

f c Adakah frekuensi pemotongan penapis. Pada titik -3dB isyarat dibenarkan untuk melintas. Ini -3dB juga menandakan kekerapan potong. Dari 10Hz hingga frekuensi pemotongan, isyarat tidak dibenarkan dilalui kerana frekuensi adalah frekuensi Rendah, pada ketika ini adalah bahagian jalur berhenti di mana isyarat tidak dibenarkan keluar dari penapis tetapi di atas frekuensi pemotongan setelah -3dB bahagian dipanggil sebagai kedudukan jalur lulus di mana isyarat dibenarkan untuk melintas. Kemiringan keluk adalah + 20dB setiap dekad. Bertentangan dengan penapis lulus rendah.

Rumus Mengira keuntungan sama seperti yang kita gunakan dalam tutorial sebelumnya dalam saringan pasif Rendah.

Keuntungan (dB) = 20 log (Vout / Vin)

Selepas isyarat pemotongan, tindak balas litar secara beransur-ansur meningkat menjadi Vin dari 0 dan kenaikan ini berlaku pada kadar + 20dB / Dekad. Sekiranya kita mengira kenaikan per oktaf ia akan menjadi 6dB.

Ini Respon Frekuensi Curve adalah Plot Bode penapis lulus tinggi. Dengan memilih kapasitor yang tepat dan perintang yang tepat kita dapat menghentikan frekuensi rendah, menghadkan isyarat yang melewati litar penapis tanpa mempengaruhi isyarat kerana tidak ada tindak balas aktif.

Dalam gambar di atas, terdapat lebar jalur perkataan. Ini menandakan berapa frekuensi isyarat yang akan dilalui. Jadi, jika ia adalah penapis lulus Tinggi 600 Khz maka lebar jalur akan dari 600Khz hingga Infinity. Kerana ia akan membenarkan semua isyarat melebihi frekuensi pemotongan.

Pada frekuensi pemotongan kita akan mendapat keuntungan -3dB. Pada ketika itu jika kita membandingkan amplitud isyarat output dengan isyarat input maka kita akan melihat bahawa amplitud isyarat output adalah 70.7% dari isyarat input. Juga dalam -3dB memperoleh reaktansi kapasitif dan rintangan akan sama. R = Xc.

Apakah formula Frekuensi Potong?

Rumus frekuensi Cut-off sama seperti penapis Low Pass.

f c = 1 / 2πRC

Jadi, R adalah rintangan dan C adalah kapasitansi. Sekiranya kita meletakkan nilai kita akan mengetahui frekuensi pemotongan.

Pengiraan Voltan Keluaran

Mari lihat gambar pertama, litar di mana 1 perintang dan satu kapasitor digunakan untuk membentuk penapis lulus Tinggi atau litar RC.

Apabila isyarat DC digunakan di seluruh litar, rintangan litar yang menimbulkan penurunan semasa arus mengalir. Tetapi sekiranya isyarat AC tidak tahan, tetapi impedans bertanggungjawab terhadap penurunan voltan, yang juga diukur dalam Ohms.

Di litar RC terdapat dua perkara resistif. Salah satunya adalah rintangan dan yang lain adalah kereaktifan kapasitor kapasitor. Oleh itu, kita perlu mengukur reaktansi kapasitor kapasitor terlebih dahulu kerana ia diperlukan untuk mengira impedans litar.

Penentangan resistif pertama adalah reaktansi kapasitif, rumusnya adalah: -

Xc = 1 / 2πfC

Keluaran formula akan berada dalam Ohms, kerana Ohms adalah unit reaktansi kapasitif kerana ia adalah penentangan bermaksud Perlawanan.

Penentangan Kedua adalah perintang itu sendiri. Nilai perintang juga rintangan.

Oleh itu, dengan menggabungkan dua penentangan ini, kita akan mendapat rintangan total, yang merupakan impedans dalam rangkaian RC (input isyarat AC).

Impedance menunjukkan sebagai Z

Rumusannya adalah: -

Seperti yang dibincangkan sebelumnya dalam frekuensi rendah reaktansi kapasitor terlalu tinggi sehingga bertindak sebagai litar terbuka, reaktansi kapasitor adalah Infiniti pada frekuensi rendah sehingga menyekat isyarat. Perolehan output adalah 0 pada masa itu, dan disebabkan oleh blok tersebut voltan output tetap 0 sehingga frekuensi pemotongan dicapai.

Tetapi dalam frekuensi tinggi sebaliknya akan berlaku reaktansi kapasitor terlalu rendah sehingga bertindak sebagai litar pintas, reaktansi kapasitor 0 pada frekuensi tinggi sehingga melewati isyarat. Perolehan output adalah 1 pada masa itu, iaitu keadaan Unity gain dan disebabkan oleh peningkatan kesatuan voltan output sama dengan voltan input setelah frekuensi pemotongan dicapai.

Contoh dengan Pengiraan

Seperti yang kita sudah tahu apa yang sebenarnya berlaku di dalam litar dan Bagaimana mengetahui nilainya. Mari pilih nilai praktikal.

Mari dapatkan nilai paling biasa dalam perintang dan kapasitor, 330k dan 100pF. Kami memilih nilainya kerana tersedia secara meluas dan lebih mudah dikira.

Mari lihat berapa frekuensi pemotongan dan voltan Keluaran.

Kekerapan memotong adalah: -

Dengan menyelesaikan persamaan ini, frekuensi pemotongan adalah 4825Hz atau 4.825Khz.

Mari Lihat sama ada benar atau tidak…

Ini adalah litar contoh.

Seperti tindak balas frekuensi yang dijelaskan sebelumnya pada frekuensi pemotongan dB akan menjadi

-3dB, Terlepas dari frekuensi. Kami akan mencari -3dB pada isyarat output dan melihat apakah itu 4825Hz (4.825Khz) atau tidak.

Inilah tindak balas frekuensi: -

Mari tetapkan kursor pada -3dB dan lihat hasilnya.

Seperti yang dapat kita lihat tindak balas Frekuensi (Juga disebut sebagai Bode Plot) kita menetapkan kursor pada -3.03dB dan mendapatkan Frekuensi Lebar Lebar 4.814KHz.

Pergeseran Fasa

Fasa Angle menunjukkan sebagai φ (Phi) akan berada pada output adalah +45

Ini adalah peralihan Fasa litar, digunakan sebagai contoh praktikal.

Mari Ketahui nilai peralihan fasa pada frekuensi pemotongan: -

Kami menetapkan kursor pada +45

Ini adalah High Pass Filter kedua. CAPACITOR dan RESISTOR adalah urutan pertama dan CAPACITOR1 dan RESISTOR1 adalah urutan kedua. Secara berturut-turut mereka membentuk penapis lulus High order kedua.

Penapis pesanan kedua mempunyai peranan cerun 2 x + 20dB / dekad atau + 40dB (12dB / oktaf).

Berikut adalah keluk respons: -

Lereng adalah + 20dB / Dekad dan yang merah pada output akhir yang mempunyai kemiringan + 40dB / Dekad.

Ini akan mengira frekuensi pemotongan litar lulus Tinggi kedua.

Sama seperti penapis Low Pass, tidak begitu baik untuk merangkai dua penapis High Pass pasif kerana impedans dinamik setiap pesanan penapis mempengaruhi rangkaian lain dalam litar yang sama.

Permohonan

Penapis lulus rendah digunakan litar dalam elektronik.

Berikut adalah beberapa aplikasi: -

Penerima audio dan Equalizer
Sistem kawalan muzik dan modulasi frekuensi Treble.
Penjana Fungsi
Televisyen Cathode Ray dan Osiloskop.
Penjana Gelombang Square dari gelombang Segitiga.
Penjana Nadi.
Jalan ke Penjana Langkah.