A mesura que avança el temps i augmenta l’estudi sobre els filtres, els filtres actius han estat motiu de discussió. Filtres actius són un grup de filtres electrònics que utilitza components actius com un amplificador per al seu funcionament. Els amplificadors s’utilitzen en filtres per dissenyar per millorar la predictibilitat i el rendiment. Tot això està acabat mantenint allunyat de la necessitat dels inductors. Normalment, les característiques del filtre es poden determinar utilitzant un amplificador. Aquest article presenta un estudi detallat i ús de filtres actius en tecnologia moderna. En el futur, els diversos tipus de filtres actius tindran una capacitat molt més àmplia i significaran la tecnologia futura de la que té actualment.
Què és un filtre actiu?
El filtre és un n / w elèctric en qualsevol teoria de circuits, que solia canviar la fase o l'amplitud de les característiques del senyal respecte a la seva freqüència. Idealment, això no inclourà cap freqüència nova a la i / p ni alterarà el component de freqüència d'aquest senyal. S'utilitza un filtre actiu amplificadors operatius juntament amb diversos components electrònics com resistències, condensadors per al filtratge. Els amplificadors opcionals s’utilitzen per permetre fer fàcilment molts tipus de filtres actius.
Un amplificador impedeix que la impedància de càrrega afecti les característiques del filtre. La forma de la resposta, el factor de dualitat i la freqüència afinada i sovint es pot configurar amb resistències variables econòmiques. En aquests circuits de filtre podem alterar un paràmetre sense danyar l’altre. Des que es van projectar els seus principis bàsics de retorn cap al 1970, s’han fet moltes investigacions sobre aquests filtres i les seves aplicacions realistes.
Tipus de filtres actius
Els tipus més habituals de filtres actius es classifiquen en quatre, com ara
- Butterworth
- Txebixev
- Bessel
- El·líptica
N’hi ha Hi ha disponibles diversos tipus de filtres , però la majoria de les aplicacions es poden resoldre amb aquestes implementacions.
Tipus de filtres actius
Filtre Chebyshev
El filtre actiu de Chebyshev també s'anomena un filtre d'ondulació igual. Dóna un tall més nítid que un Filtre Butterworth a la banda de passada. Tant els filtres Chebyshev com Butterworth mostren grans desplaçaments de fase propers a la freqüència de tall. Un desavantatge del filtre Chebyshev és l'exterior dels guanys mínims i màxims per sota de la freqüència de tall. El paràmetre ajustable en el disseny del filtre, la ondulació del guany s'expressa en dB.
Filtre Chebyshev
La implementació d'aquests filtres proporciona un llançament molt més fort, però té una ondulació a la banda de pas, de manera que no s'utilitza en sistemes d'àudio. Tot i que és molt millor en algunes aplicacions on només hi ha una freqüència disponible a la banda de pas, però cal eliminar moltes altres freqüències.
Filtre actiu Butterworth
El Filtre actiu Butterworth també s’anomena filtre pla. La implementació del filtre actiu Butterworth garanteix una resposta plana a la banda de passada i un ampli desplaçament. Aquest grup de filtres s’aproxima a l’ajust perfecte del filtre a la banda de pas. Es mostren les corbes de resposta de freqüència de diferents tipus de filtres. Aquest filtre inclou una amplitud essencialment plana, resposta de freqüència fins a la freqüència de tall.
Filtre Butterworth
La rugositat del tall es pot veure al diagrama. És famós que els tres filtres aconsegueixen un angle de llançament de -40 db / dècada a freqüències molt superiors a la de tall. Aquest filtre té una característica en algun lloc b / n Filtres Chebyshev i Bessel . Té una sensació de desplaçament de la faldilla i respostes de fase lleugerament no lineals. Aquest tipus de filtre és bo, molt fàcil d’entendre i és excel·lent per a aplicacions de processament d’àudio.
Filtre Bessel
El filtre Bessel proporciona una característica de fase ideal amb una resposta de fase aproximadament lineal fins a una freqüència de tall gairebé. Tot i que inclou una resposta de fase molt lineal però amb un pendent de faldilla força suau. Les aplicacions d’aquest filtre impliquen on la característica de fase és significativa. Es tracta d’un petit canvi de fase tot i que les seves característiques de tall no són molt intel·ligents. Està ben adaptat per a aplicacions de pols.
Filtre Bessel
El filtre Bessel presenta un retard de propagació estable a través de l’espectre de freqüència i / p. Per tant, aplicar una ona quadrada a l'entrada d'un filtre donarà una ona quadrada a l'o / p sense excedir-se. A més, qualsevol filtre esperarà diverses freqüències per diverses quantitats. Això es mostrarà com a excés en la forma d'ona o / p.
Filtre el·líptic
El filtre el·líptic és molt més filtre complicat com el Chebyshev . Inclou una ondulació a la banda de passada i un llançament sever a costa de la ondulació a la banda de parada. Aquest filtre té el llançament de tots els filtres a la regió de conversió, però té tant les regions de la banda de parada com la banda de pas. Aquest filtre es pot dissenyar per tenir una gran atenció a freqüències particulars a la banda d'aturada, cosa que disminueix l'atenuació de més freqüències a la banda d'aturada.
Filtre el·líptic
Avantatges dels filtres actius
Els avantatges dels filtres actius inclouen els següents
- Aquests filtres són més raonables que els filtres passius.
- L’aparell utilitzat en aquests filtres és més petit que els components utilitzats en els filtres passius.
- El filtre actiu no mostra cap pèrdua d’inserció.
- També permet l’aïllament entre etapes per controlar la impedància i / p i o / p.
Aplicacions de filtres actius
- S'utilitzen filtres actius a sistemes de comunicació per suprimir el soroll , per aïllar una comunicació de senyal de diversos canals per millorar el senyal de missatge únic d'un senyal modulat.
- Aquests filtres són utilitzats en sistemes d’instrumentació pels dissenyadors per triar l’aparell de freqüència requerit i separar-ne els no desitjats.
- Aquests filtres es poden utilitzar per limitar l’amplada de banda del senyal analògic abans de canviar-los a senyals digitals.
- Els filtres analògics s’utilitzen en sistemes d’àudio per enginyers per enviar diverses freqüències a diversos altaveus. Per exemple, a la indústria musical, calen aplicacions de gravació i reproducció per controlar els components de freqüència.
- S'utilitzen filtres actius a instruments biomèdics per connectar sensors psicològics amb equips de diagnòstic i registre de dades.
Actualment, nombrosos tipus de filtres actius es troben en la fase inicial a causa de la seva poca capacitat. Però, actualment, molts enginyers el dissenyen amb grans capacitats. L’eficàcia a la llarga no només pressionarà els consumidors amb càrrega no lineal perquè utilitzin aquests filtres per preservar-los, sinó també la qualitat de l’energia de manera eficient. La configuració d’un gran nombre de filtres actius estarà disponible per reemborsar la potència reactiva, el corrent harmònic, el corrent desequilibrat i el neutre. El client pot triar el filtre actiu amb funcions preferides en un futur pròxim a mesura que avanci la tecnologia. A més, qualsevol consulta sobre aquest concepte o sobre coneixeu la construcció del filtre Butterworth i les seves aplicacions, si us plau, doneu els vostres valuosos suggeriments comentant a la secció de comentaris de sota. Aquí teniu una pregunta, quina és la funció d'un filtre ?
Crèdits fotogràfics:
- Filtre Bessel avui en dia
- Filtre el·líptic ni
