فیلترهای بالاگذر

فیلترهای بالاگذر – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه برق – الکترونیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

فیلترهای بالاگذر

High Pass Filters

مقدمه

این فصل در بسیاری از جهات همانند فصل ده می‌باشد. ما دو مدار مشابه مورد بحث در آن فصل را عرضه خواهیم نمود. با این وجود، R’s و C’s با هم مبادله می‌گردند. این عمل باعث می‌شود تا مدارها از فیلترهای پایین‌گذر به فیلترهای پایین‌گذر تغییر یابند. همانند قبل مدارهای منتج شده عبارتند از:

۱- مدارهای طراحی شده آسان و محاسبات بسیار ساده

۲- ثبات در مقابل نوسان و رانش پارامتری

۳- عملکرد با تنها یک آمپر OP

فیلترهای بالاگذر

۱-۱۱ فیلتر بالاگذر مرتبه ثانویه

نام‌های جایگزین- فیلتر بالاگذر ضریب بهره- واحد، فیلتر بالاگذر فعال، فیلتر بالاگذر غیرالقایی، ولتاژ پیرو جفت-AC، فیلتر RC فعال.

توضیح عملکرد- مدار نشان داده شده در شکل ۱-۱۱ فراهم آورنده واکنش صفر در dc و ضریب بهره واحد f_cp تا فرکانسی می‌باشد که در آن یکنواختی تقاطع ضریب بهره آمپر op وجود دارد. با انتخاب مناسب R₁ ، R₂ ، C₁ و C₂ تابع انتقال را می‌توان جهت نمایش دادن محدوده خصیصه‌های مشخص در شکل ۲-۱۱ بکار گرفت. این منحنی‌ها از طریق یک مدار حقیقی با استفاده از آمپر op 741 بدست آمده است. f_cp به میزان ۱۰۰ هرتز انتخاب شده است. بر این اساس باید درنظر داشت که این مدار یک فیلتر بالاگذر تنها برای فرکانس‌های f_cp و f_u برای آمپر op می‌باشد. از آنجایی که f_u  بر مبنای دما تغییر می‌کند، این فیلتر بصورت فزاینده دارای خطای بیشتری با حاصل شدن f_u خواهد بود.

تابع انتقال شکل ۱-۱۱ عبارت است از:

…

روال طراحی

اگرچه، معادله‌های ۱ تا ۷ ممکن است کاملا مشکل بنظر رسند، دیدگاه طراحی جهت معرفی نیازمند محاسبات بسیار ساده‌ای است. نتیجه نهایی خازن‌ها دارای ارزش مساوی می‌باشند اما در عین حال مقاومت‌ها از مقادیر مختلفی برخودار خواهند بود. دیدگاه‌های دیگر ممکن است مقاومت‌های دارای اندازه مساوی و خازن‌های اندازه متفاوت را مد نظر داشته باشند. تنظیم دو متغیر بصورت مساوی در ابتدا نکته کلیدی طراحی ساده می‌باشد.

مراحل طراحی

مرحله ۱٫ انتخاب R^{`</sup><sub>1</sub> و R<sup>`}₂ از جدول ۱-۱۱ بر حسب نوع فیلتر مورد نیاز

مرحله ۲٫ استفاده از فرکانس گوشه انتخاب شده f_cp  بصورتی که مقیاس فرکانس ذیل را اعمال نماید.

…

مثالی از فیلتر بالاگذر مرتبه ثانویه- یک فیلتر بالاگذر Butterworth به منظور نشان دادن هفت مرحله طراحی ساخته می‌شود. واکنش یک فیلتر حقیقی که با استفاده از این رویه ساخته شده است در شکل ۲-۱۱ همراه با فیلترهای chebyshev و بسل (Bessel) نشان داده شده است.

…

فیلترهای بالاگذر

۲-۱۱٫فیلتر بالاگذر مرتبه ثالث

نام‌های جایگزین فیلتر بالاگذر بهره- واحد، فیلتر بالاگذر فعال، فیلتر بالاگذر غیرالقایی، ولتاژ پیرو جفت-AC، فیلتر RC فعال.

تشریح عملیات مدار نشان داده شده در شکل ۴-۱۱ معرف واکنش صفر در dc و بهره واحد از f_cp  تا فرکانس متقاطع بهره- واحد آمپر op است. با انتخاب مناسب شش جزء غیر فعال، تابع انتقال را می‌توان برای نمایش محدوده خصیصه‌های نشان داده شده در شکل ۵-۱۱ بوجود آورد. این منحنی‌ها از یک مدار واقعی استفاده کننده از یک آمپر op 741 بدست آمده است. f_cp به میزان ۱۰۰Hz انتخاب شده است. بر این اساس باید ذکر نمود که این مدار یک فیلتر بالاگذر تنها برای فرکانس‌های بین f_cp  و f_u آمپر op می‌باشد. تجربه به ما می‌گوید که f_u  با توجه به دما تغییر می‌نماید. این فیلتر دارای رانش بیشتری در ناحیه نزدیک f_u می‌باشد.

…

رویه طراحی

مراحی طراحی ذیل نیازمند تنها محاسبات ساده می‌باشند، با وجود آنکه معادله ویژگی (معادله ۱) فیلتر مرتبه ثالث کاملاً سنگین و مشکل خواهد بود. یکی از خصیصه‌های قابل توجه این رویه آن است که خازن‌های دارای اندازه یکسان را ارائه می‌نماید. این امر معمولاً مطلوب می‌باشد. چرا که داشتن یک محدوده گسترده مقاومت‌های موجود بجای خازن‌ها آسانتر می‌باشد.

…

فیلترهای بالاگذر