Zer da Pasa altuko iragazkia: funtzionamendua eta bere aplikazioak

Iragazkiak maiztasun-osagai jakin batzuk ahalbidetzen dituzten zirkuitu elektronikoak dira eta sarrerako seinale baten nahi ez diren maiztasun-osagaiak arintzen dituztenak dira. Hauek hainbat aplikazio elektronikotan aurkitzen dira seinale baten maiztasun tarte jakin bat ahalbidetzeko. Funtsean, iragazkiak bi motatan banatzen dira diseinuan eta funtzionamenduan erabiltzen diren osagaien arabera. Iragazki pasiboak eta iragazki aktiboak dira. Maiztasun-barrutiaren arabera, iragazkiak 4 motatan sailkatzen dira. Pasa baxuko iragazkiak, pasabide altuko iragazkiak, banda pasatzeko iragazkiak eta banda gelditzeko iragazkiak dira. Artikulu honetan Pasa handiko iragazkia deskribatzen da, iragazki aktibo zein iragazki pasibo gisa erabil daitekeena. Zer da Pasa altuko iragazkia? Iragazkiak seinale baten maiztasun handiko osagaiak baimentzeko gaitasuna du eta maiztasun baxuko osagai guztiak ahultzen ditu. seinalea, pasabide altuko iragazkia izenarekin ezagutzen da. Maiztasun handiko osagaiak ebaketa maiztasuna baino handiagoak onar ditzake eta seinale baten nahigabeko maiztasun osagai guztiak baztertzen ditu. Iragazki mota hauek RF zirkuitu eta seinaleak prozesatzeko sistema ezberdinetan aurkitzen dira. Praktikan, iragazki honek seinale baten maiztasun txikiagoak ahalbidetuko ditu, ebakitzeko maiztasuna baino txikiagoa. Pasa handiko iragazkien zirkuitua Zirkuitu hau behe pasako iragazki zirkuituaren berdina da, osagaien erresistentzia eta kondentsadorea trukatuta daudela beheko irudian agertzen den moduan.Pasabide handiko iragazki-zirkuituaBi elementu pasiboko erresistentzia eta kondentsadorea serieko konbinazioan konektatzen dira seinale baten ebaketa-maiztasuna baino maiztasun handiagoak izan daitezen. Seinale baten irteerako tentsioa erresistentzian zehar lortzen da sentsorea kondentsadorean zehar aplikatuz. Iragazki mota hau lehen mailako goi pasabideko iragazki zirkuituaren pean dago. Bigarren mailako HPF serieko RC pasabide altuko iragazki zirkuituen kaskada baino ez da. Pasa-bandaren irabaziaren hazkundea bigarren mailako HPFan + 40dB / hamarkadako abiaduran izango da. RC HP pasiboa RC pasibo altuko iragazki zirkuitua erresistentzia eta kondentsadorea bezalako bi konbinaziotan diseinatu daiteke (RC HPF pasiboa); aplikazioan oinarritutako erresistentzia eta induktorea (RL HPF pasiboa). RC HPF pasiboa audio edo maiztasun baxuko barrutietako aplikazioetarako erabiltzen da. RL HPF zirkuitu pasiboak RF edo maiztasun handiko barrutietako aplikazioetarako erabiltzen dira. Pasabide altuko iragazki zirkuituari RC pasabide altuko iragazki pasiboa ere deitzen zaio, erresistentzia eta kondentsadorea bezalako elementu pasiboak erabiltzen direlako. Abantaila nagusia da ez dagoela kanpoko elikatze iturririk edo anplifikazio osagairik aplikatu beharrik. RC HPF pasiboa RC HPF zirkuitu sinplea da goiko irudian agertzen den moduan. Kondentsadorea eta erresistentzia seriean konektatuta daude, non irteerako tentsioa erresistentzian zehar garatzen den. Kondentsadorearen erreaktantzia dela eta, iragazkiak ebaketa-maiztasuna baino handiagoa den seinale baten maiztasun altuak soilik onartzen ditu eta seinale baten maiztasun txikiagoak blokeatzen ditu ebaketa-maiztasunaren azpitik. Ezaugarriak Hauek dira irteerako seinale baten maiztasunezko erantzunaren eta fase-aldaketaren arabera azaltzen diren pasabide altuko iragazkiaren ezaugarri hauek. Ezaugarri idealak HPFaren ezaugarri nagusia hau da: ebaketa-maiztasuna baino handiagoak diren maiztasun handiko osagai guztiak ahalbidetzen ditu eta maiztasun baxu guztiak ahultzen ditu. seinale baten, mozte-maiztasuna baino baxuagoak direnak. HPF baten ezaugarri idealak behean erakusten dira. Passbanda HPF bezala deitzen da ebaketa-maiztasuna baino handiagoak diren maiztasun handiagoak ahalbidetzen ditu. Iragazki honek maiztasun baxuak arintzen ditu, stop band izenarekin deitzen dena.Pasa handiko iragazkiaren ezaugarri idealak Maiztasunezko erantzuna Irteerako seinale baten maiztasuna irabaziaren proportzionala da zuzenean. Maiztasuna handitu ahala, irabazia handitzen da. RC pasabide altuko iragazki baten maiztasun-erantzuna kondentsadore baten erreaktantziaren araberakoa da. Kondentsadoreak beharrezko erreaktantzia edo erreaktantzia altua sortzen du seinale baten maiztasun baxuak gutxitzeko, hau da, ebakitzeko maiztasunaren azpitik. Kondentsadorearen erreaktantzia txikian, RC pasabide altuko iragazkiak seinale baten maiztasun handiko osagaiak uzten ditu, hau da, ebaketa maiztasuna baino handiagoak. Baina, ia, RC pasabide altuko iragazkiak maiztasun baxuak bere ebakitzeko maiztasunaren azpitik uzten ditu. RC pasabide altuko iragazkiaren irabazia batasun bihurtzen da maiztasun altuetan erreaktantzia baxua / zero denean. Hau da, irteerako tentsioa emandako sarrera tentsioaren berdina da. Maiztasun altuak onartzeko eta maiztasun baxuak baztertzeko, erreaktantzia kapazitiboa gutxitu egiten da maiztasuna handitzean, eta, ondorioz, irteerako tentsioa eta irabazia handitzen dira. Erreaktantzia kapazitiboa honela ematen da: Xc = 1 / 2πfc Non 'fc' = ebakitzeko maiztasuna Hz-tan 'Xc' = erreaktantzia kapazitiboa RC goi iragazki iragazkiaren maiztasun erantzuna eta fase desfasearen ezaugarriak azpian agertzen dira.RC HPF ezaugarriak Irudian ikus dezakegu maiztasun baxuak blokeatuta / baztertuta daudela eta irteerako tentsioa + 20dB / hamarkada handitzen dutela maiztasuna ebakitzeko maiztasunean eta R = Xc denean. RC pasabide altuko iragazkiak maiztasun altuak ahalbidetzen ditu (ebaketa maiztasunetik infinituraino) irteerako tentsioa bere sarrerako tentsioaren% 0.7071 edo% 70.71 denean, hau da, -3dB sarrera eta irteera mailetan (20 log Vout / Vin kalkulatuta). Horrek esan nahi du HPF baten maiztasun-erantzuna dela, maiztasun handiko seinaleak ebaketa-maiztasunetik infinituraino onartzen direla. Ebaketa-maiztasunean, sarrerako seinalearen eta irteerako seinalearen fase-desplazamendua berdina da, hau da, 45 ° -tan. Seinale baten maiztasuna ebaketa maiztasuna baino handiagoa denean, fase angelua Zero da. Horrek esan nahi du irteerako seinalea fasean dagoela maiztasun handiko sarrerako seinalearekiko. Kondentsadore bat kargatzeko eta deskargatzeko behar den denbora denbora-konstantearen moduan adierazten da, 'τ'-z adierazita. RC pasabide altuko iragazki baten denbora-konstantea honela ematen da: = RC = 1 / 2πfcω = 1 / τ = 1 / RC RC HPF baten ebaketa maiztasuna honela ematen da: fc = 1 / 2πRCT RC HPF baten fase-aldaketa emandako gisa = = tan-1 (1 / 2πfRC) Non 'fc' = ebaketa maiztasuna Hz-tan 'f' = eragiketa maiztasuna Hz-tan 'R' = erresistentzia balioa ohm-etan 'C' = kondentsadorearen balioa Farads-en Iragazi Op-Amp erabiliz iragazkia Op-amp erabiliz iragazki altuko iragazkia oso erraza da diseinatzea eta inplementatzea, zenbaki mugatua erabiltzen duelako. osagai elektronikoen eta zarata eta zurrumurrua kentzen ditu. Beheko pasabidearen bidez iragazki altuaren iragazkiaren zirkuituaren diagrama azaltzen da. RC HPF pasiboa alderantzizko op-ampera konektatzen da anplifikazioa eta tentsio irabazia kontrolatzeko.Pasa altuko iragazkia Op-Amp erabiliz Irteera op-amp-aren begizta irekiko ezaugarriek mugatzen dute. RC HPFaren irteera op-amp bati aplikatzen zaio irteerako seinalearen tentsio irabazia anplifikatzeko eta kontrolatzeko. Op-amp erabiliz iraganeko pasabide altuaren tentsio irabazia honela ematen da: Aᵥ = Vout / Vin = Af (f / fc) / √ (1+ (f / fc) 2) Non Av = tentsio irabazia dB = 1 + R2 / R1Af = pass band gainfc = ebaketa maiztasuna Hzf = eragiketa maiztasuna Hz Noiz f <fc (maiztasun baxuak) , gero Vout / Vin <AfWhen f = fc (ebakitzeko maiztasunean), gero Vout / Vin = Af / 2 ^ ½ = 0.7071AfW> f (frekuentzia altuak) denean, orduan Vout / Vin = Af Op-anplifikadoreak HPFaren maiztasunik altuena zehazten du, hau da, iraganeko banda etengabeko irabazia duena. Tentsioaren irabaziaren magnitudeaAv (dB) = 20 log (Vout / Vin) -3dB = 20 log (0.707 Vout / Vin) ematen da ) Pasabide altuko iragazki aktiboa: RC pasabide altuko iragazkia op-amp bezalako elementu aktiboarekin konektatzen bada maiztasun altuak baimentzeko eta maiztasun baxuak baztertzen baditu, orduan HPF aktiboa deitzen zaio. HPF aktiboaren maiztasun erantzuna eta desfasea RC HPFren berdinak dira. Pasabide altuko iragazki aktiboaren helburua tentsio irabazia kontrolatzea eta irteerako seinalea anplifikatzea da. Anplifikaziorako pasa handiko iragazki aktiboaren zirkuitu-diagrama behean erakusten da.Amplifikaziorako HPF aktiboa RC HPF zirkuitua alderantzikatzen ez den op-ampera konektatzen da. Irteera eta pasabide altuko iragazki pasiboaren ebaketa maiztasuna op-amp bidez kontrolatzen dira. Op-amp-aren banda-zabalerak eta irabazi-ezaugarriek mozte-maiztasuna determinatzen dutenean. Iragazki mota honek banda pasako iragazki gisa jokatzen du. Op-amp-ak irteerako seinalearen anplitudea handitzen du eta pasako bandaren irteerako tentsioaren irabazia 1 + R2 / R1 gisa ematen da, hau da, behe pasako iragazkiaren berdina da. Transferentzia funtzioa Pasa altuko iragazki transferentzia funtzioa lortzeko, egingo dugu kontuan hartu goiko irudian agertzen den RC HPF zirkuitu pasiboa. Goiko zirkuitu horretatik, Vo = irteerako tentsioa erresistentzian Vi = kondentsadorean aplikatutako sarrera tentsioa Laplazeko transformatua sarrera zein irteerako aldean hartuta, H (s) = Vₒ (s) / Vᵢ (s) H (s) = R / (R + (1 / sC)) Goiko ekuazioa bihurtzen da, H (s) = sCR / (1 + sCR) Aurreko ekuazioan s = jw ordezkatuz H (jω) = jωCR / (1 + jωCR) Ondoren ekuazioa bihurtzen da HPF transferentzia funtzioaren magnitudea | H (jω) | = ωCR / √ (1+ (ωCR) ^ 2) ω = 0 bada, orduan HPF transferentzia funtzioa = 0 ω = 1 / CR, orduan HPF transferentzia funtzioa = 0.707 If ω = infinitua, orduan HPF transferentzia funtzioa = 1 Horregatik, aurreko transferentzia funtzioaren ezaugarriek erakusten dute RC pasabide altuko iragazki pasiboak ebakitako maiztasunetik i maiztasun altuak baimendu ditzakeela. nfinitatea. hau da, 0tik 1era aldatzen da ω 0tik infinituraino aldatzen bada. Butterworth HPF Butterworth goi pasabideko iragazkia HPF motetako bat da, maiztasuneko erantzun laua ematen duena pasako bandan. Maiztasun-erantzun laua dela eta, ez da uhindurarik izango. Iragazki lau-laua bezala ere ezagutzen da, pass bandaren begizta itxiko irabazia batasuna den hainbat aplikaziotan erabilia. Beheko ordenako Butterworth goi-mailako iragazkiaren zirkuitu-diagrama eta maiztasun-erantzuna azaltzen dira jarraian. Hauek oso errazak eta diseinatzeko errazak dira.Butterworth HPFIrabazia +20dB/hamarkadaren tasan handitzen da Butterworth HPF lehen ordenarako eta bigarren mailako Butterworth HPFrako, berriz, +40dB/hamarkada izango da.Butterworth HPF Ezaugarriak Aplikazioak Pasa handiko iragazkien aplikazioak dira Seinaleak anplifikatzeko bozgorailuak Irudiaren prozesamendua DC korronte anplifikatzailean eta AC konexiorako erabiltzen dira Kontrol sistemak eta audio prozesatzeko sistemak DSL banatzaileak telefonoetan RF aplikazioak Horrela, pasabide altuko iragazkiaren ikuspegi orokorra da (mota aktiboa zein pasiboa). - definizioa, zirkuitua, Butterworth HPF, HPF Op-amp erabiliz eta bere aplikazioak. Hemen duzu galdera bat: "Zein dira abantaila eta desabantaila pasabide altuko iragazkiek?"

Utzi mezu bat 

Mezu zerrenda