Et filter kan defineres med henvisning til forskjellige felt som kjemi, optikk, engineering, turbulensmodellering, engineering, databehandling, filosofi og signalbehandling. La oss vurdere signalbehandlingsfiltre, filter kan defineres som en enhet som brukes til å fjerne unødvendig del eller deler av signalet. Denne fjerningen av unødvendige deler av signalet kalles filtreringsprosess. Disse signalbehandlingsfiltrene er klassifisert i forskjellige typer som elektroniske filtre , digitale filtre og analoge filtre.
Analoge filtre
Analogt filter brukes vanligvis i elektronikk og regnes som en grunnleggende byggestein for signalbehandling. Disse analoge filtrene brukes til å skille lydsignaler før de brukes på høyttalere. Å skille og kombinere flere telefonsamtaler på en kanal kan gjøres ved hjelp av analoge filtre. Å velge en bestemt radiostasjon fra radiomottakeren ved å avvise alle andre kanaler kan gjøres ved hjelp av analoge filtre.
De kontinuerlig varierende signalene (analoge signaler) kan betjenes ved hjelp av passive lineære elektroniske analoge filtre som er sammensatt av passive elementer som motstander, kondensatorer og induktorer. Disse analoge filtrene brukes ofte for å tillate bestemte frekvenskomponenter ved å avvise andre fra analoge eller kontinuerlige tidssignaler.
Typer analoge filtre
De lineære analoge filtrene kan oppføres som nettverkssyntesefiltre, bildeimpedansfiltre og enkle filtre. Nettverkssyntesefiltrene er igjen klassifisert som et Butterworth-filter, Chebyshev-filter, elliptisk filter eller Cauer-filter, Bessel-filter, Gauss-filter, Optimum ‘L’ -filter (Legendre) og Linkwithz-Riley-filter. Bildimpedansfiltrene er videre klassifisert som et Constant k-filter, m-avledet filter, generelle bildefiltre, Zobel-nettverk, gitterfilter, broforbundet T-forsinkelsesutjevner, sammensatt bildefilter og mm’-type filter. RC-filter, RL-filter, LC-filter og RLC-filter kalles som enkle filtre.
Analog filterdesign
Den analoge filterutformingen inkluderer analoge filteroverføringsfunksjoner, poler og nuller til analoge filtre, frekvensrespons for analoge filtre, utgangssvar og forskjellige typer analoge filtre. De analoge filterdesignfiltermetodene er klassifisert som Butterworth, Chebyshev og Elliptic filtermodeller basert overføringsfunksjon med ordre ‘n’.
Butterworth filter
Butterworth filterdesign
De Butterworth eller maksimalt flatt størrelsesfilter har en flat (matematisk så mye som mulig) frekvensrespons. Det analoge lavpassfilterets (Butterworth) ‘murvegg’, som kan defineres som standardtilnærmelser for forskjellige filterordrer, er vist i figuren nedenfor (inkludert ideell frekvensrespons).
Butterworth Filter Ideell frekvensrespons
Hvis vi øker rekkefølgen på Butterworth-filteret, blir Butterworth-filterdesignens kaskadede trinn også økt. Således, som vist i figuren ovenfor, kommer svaret på filteret og murveggen nærmere. Generelt blir de lineære analoge filtrene realisert ved hjelp av forskjellige topologier, Butterworth-filteret kan realiseres ved hjelp av Cauer-topologi eller Sallen-key-topologi.
Chebyshev-filter
Chebysev-filtrene er oppkalt etter Pafnufy Chebyshev som avledet de matematiske beregningene av Chebyshev filtre . Feilen mellom karakteristikken til idealisert filter og faktisk filter kan reduseres ved å bruke egenskapen til Chebyshev-filteret.
Chebyshev-filter
Disse Chebyshev-filtrene er videre klassifisert som type1 og type2 Chebyshev-filtre. Type1-filtrene er grunnleggende, og forsterknings- eller amplituderesponsen er en vinkelfrekvensfunksjon av den niende rekkefølgen av det analoge lavpassfilteret (LPF-hvis vi vurderer analoge filtre). Type2 Chebyshev-filteret er en uvanlig type og er et omvendt filter.
Typer Chebyshev-filter
Enkle analoge filtre
RC filter
RC filterkrets
De enkle motstandskondensatorens elektriske kretser drevet av strøm eller spenningskilde fungerer som analoge filtre. Disse RC-filterkretsene brukes til å filtrere et signal slik at de blokkerer bestemte frekvenser og lar andre frekvenser passere. RC-filterkretsen kan kobles til som serie RC krets eller parallell RC-krets som vist i figuren ovenfor.
LC-filter
LC-filterkrets
Den enkle induktorkondensatorens elektriske krets fungerer som et LC-filter som også kalles tunet krets eller resonanskrets eller tankkrets. Denne LC-kretsen oppfører seg også som en elektrisk resonator. LC-kretsene brukes til å generere signaler eller for å hente signaler med en bestemt frekvens. LC-filteret kan kobles til som serie LC-krets eller parallell LC-krets som vist i figuren ovenfor.
RL-filter
RL filterkrets
Den enkle motstandsspole-elektriske kretsen fungerer som en RL-filterkrets som drives ved hjelp av strøm eller spenningskilde og er laget av motstanden og induktoren. RL-filteret kan kobles til som serie RL-krets eller parallell RL-krets som vist i figuren ovenfor.
RLC-filter
RLC filterkrets
Den enkle motstand-induktor-kondensator-elektriske kretsen fungerer som en RLC-filterkrets, motstanden, kondensatoren og induktoren kan kobles i serie eller parallelt for å danne serie RLC-filter eller parallelt RLC-filter. Denne RLC-filterkretsen danner som en harmonisk oscillator for strøm og resonerer som en LC-krets. Men her kan svingningene forfalles ved å innføre en motstand, og denne effekten blir betegnet som demping.
Vil du vite detaljert om praktisk analog og digital filterdesign? Hvis du er interessert i å designe elektronikkprosjekter Del deretter dine synspunkter, kommentarer, spørsmål og forslag i kommentarfeltet nedenfor.
