ככל שהזמן מתקדם והמחקר על המסננים גדל, המסננים הפעילים היו עניין של דיון. פילטרים פעילים הם א קבוצת פילטרים אלקטרוניים המשתמשת ברכיבים פעילים כמו מגבר לתפקודו. מגברים משמשים במסננים לעיצוב כדי לשפר את החיזוי והביצועים. כל זה נגמר תוך הרחקה מהצורך של המשרנים. בדרך כלל, ניתן לקבוע את מאפייני המסנן באמצעות מגבר. מאמר זה מציג מחקר מפורט ושימוש במסננים פעילים בטכנולוגיה מודרנית. בעתיד, הסוגים השונים של פילטרים פעילים יהיו בעלי קיבולת רחבה הרבה יותר ויסמנו את הטכנולוגיה העתידית ממה שיש לה כיום.
מהו פילטר פעיל?
המסנן הוא n / w חשמלי בכל תיאוריית מעגלים, המשמשת לשינוי פאזה או משרעת של מאפייני האות ביחס לתדר שלו. באופן אידיאלי, זה לא יכלול תדר חדש ל- i / p וגם לא ישנה את רכיב התדרים של אותו אות. מסנן פעיל משתמש מגברים תפעוליים ביחד עם רכיבים אלקטרוניים שונים כמו נגדים, קבלים לסינון. מגברי אופ משמשים כדי לאפשר בקלות ליצור סוגים רבים של פילטרים פעילים.
מגבר מונע מעכב העומס להשפיע על מאפייני הפילטר. צורת התגובה, גורם הדואליות ותדר מכוון ולעתים קרובות ניתן להגדיר נגדים משתנים זולים. במעגלי הסינון הללו אנו יכולים לשנות פרמטר אחד מבלי לפגוע באחר. מאז הוקרן עקרונות ההחזר הבסיסיים שלהם בסביבות 1970, נעשה מחקר רב עם המסננים הללו והיישומים הריאליים שלהם.
סוגי מסננים פעילים
הסוגים הנפוצים ביותר של פילטרים פעילים מסווגים לארבעה כגון
- בטרוורת '
- צ'בישב
- בסל
- סְגַלגַל
יש קיימים סוגים שונים של פילטרים , אך ניתן לפתור את רוב היישומים באמצעות יישומים אלה.
סוגי מסננים פעילים
מסנן צ'בישב
המסנן הפעיל Chebyshev נקרא גם כמסנן אדווה שווה. זה נותן חתך חד יותר מאשר מסנן Butterworth ברצועת המעבר. גם המסננים Chebyshev ו- Butterworth מציגים תזוזות פאזה גדולות קרוב לתדירות הניתוק. חסרון של פילטר Chebyshev הוא החלק החיצוני של מינימום רווח ומקסימום מתחת לתדר הניתוק. הפרמטר המתכוונן בעיצוב המסנן, אדוות הרווח מתבטאת ב- dB.
מסנן צ'בישב
הטמעתם של המסננים הללו מעניקה התפרקות הרבה יותר תלולה, אך יש לה אדווה בפס המעבר, כך שלא משתמשים בה במערכות שמע. אם כי זה טוב בהרבה ביישומים שבהם יש רק תדר אחד ברצועת המעבר, אך תדרים רבים אחרים נדרשים לביטול.
מסנן פעיל של Butterworth
ה פילטר פעיל של Butterworth נקרא גם כמסנן שטוח. הטמעת המסנן האקטיבי של Butterworth מבטיחה תגובה שטוחה ברצועת המעבר והשבתה רחבה. קבוצת פילטרים זו מתקרבת להתאמת המסנן המושלמת ברצועת המעבר. מוצגות עקומות תגובת תדרים מסוגים שונים של פילטרים. פילטר זה כולל משרעת שטוחה, תגובת תדרים עד לתדר הניתוק.
מסנן באטרוורת '
ניתן לראות את החספוס של הניתוק בתרשים. צריך להיות מפורסם כי כל שלושת המסננים משיגים זווית הפעלה של -40db / עשור בתדרים עדיפים בהרבה מניתוק. למסנן זה מאפיין איפשהו b / n מסנני צ'בישב ובסל . יש לו התגלגלות הגיונית של החצאית ותגובות פאזה מעט לא לינאריות. סוג זה של פילטר הוא טוב, קל מאוד להבנה והוא מצוין ליישומי עיבוד שמע.
מסנן בסל
מסנן Bessel נותן מאפיין פאזה אידיאלי עם תגובת פאזה ליניארית בערך עד לתדר כמעט מנותק. אמנם, היא כוללת תגובה פאזה ליניארית מאוד אך שיפוע חצאית עדין למדי. היישומים של מסנן זה כוללים מקום בו מאפיין השלב הוא משמעותי. זוהי מעבר פאזה קטן למרות שמאפייני הניתוק שלו אינם מאוד אינטליגנטים. זה מתאים היטב ליישומי דופק.
מסנן בסל
מסנן Bessel מציג עיכוב התפשטות יציב על פני ספקטרום התדרים i / p. אז יישום גל מרובע על קלט המסנן ייתן גל מרובע על o / p ללא חריגה יתר על כן, כל פילטר ימתין בתדרים שונים בכמויות שונות. זה יתבטא כמתעלה על צורת הגל o / p.
פילטר אליפטי
המסנן האליפטי הוא הרבה יותר מסנן מסובך כמו הצ'בישב . זה כולל אדווה ברצועת המעבר והתגלגלות קשה במחיר אדווה ברצועת העצירה. מסנן זה מפסיק את כל המסננים באזור ההמרה, אך יש לו גם את האזורים של פס העצירה ושל פס המעבר. ניתן לתכנן מסנן זה כך שיהיה לו תשומת לב גבוהה של תדרים מסוימים בפסיקת העצירה, מה שמקטין את הנחתה של תדרים נוספים ברצועת העצירה.
פילטר אליפטי
היתרונות של פילטרים פעילים
היתרונות של פילטרים פעילים כוללים את הדברים הבאים
- פילטרים אלה סבירים יותר ממסננים פסיביים.
- המנגנון המשמש במסננים אלה קטן מהרכיבים המשמשים במסננים פסיביים.
- מסנן פעיל אינו מציג אובדן הכנסה.
- זה גם מאפשר בידוד בין הבמה לשליטה על עכבת i / p ו- o / p.
יישומים של פילטרים פעילים
- משתמשים במסננים פעילים ב- מערכות תקשורת לדיכוי רעש , לבודד תקשורת של אות מערוצים שונים לשיפור אות ההודעה הייחודי מאות מווסת.
- מסננים אלה משמשים במערכות מכשור על ידי המעצבים לבחירת מכשיר תדרים נדרש ולנתקם לא רצויים.
- ניתן להשתמש במסננים אלה להגבלת רוחב הפס של האות האנלוגי לפני שינוים לאותות דיגיטליים.
- נעשה שימוש במסננים אנלוגיים במערכות שמע על ידי מהנדסים לשלוח תדרים שונים לרמקולים שונים. לדוגמא, בתעשיית המוזיקה יש צורך ביישומי הקלטה והפעלה כדי לשלוט ברכיבי התדרים.
- משתמשים במסננים פעילים ב- מכשירים ביו-רפואיים לממשק חיישנים פסיכולוגיים עם ציוד אבחון ורישום נתונים.
כַּיוֹם, סוגים רבים של פילטרים פעילים נמצאים בשלב הראשוני בשל יכולתו הקצרה. אך נכון לעכשיו מהנדסים רבים מתכננים אותו עם יכולות גדולות. היעילות בטווח הארוך לא רק תלחץ על צרכנים בעלי עומס לא לינארי להשתמש במסננים אלה לשימור אלא גם על איכות ההספק ביעילות. תצורה של מספר עצום של פילטרים פעילים תהיה זמינה להחזר כוח תגובתי, זרם הרמוני, זרם לא מאוזן ונייטרלי. הלקוח יכול לבחור את המסנן הפעיל עם התכונות המועדפות בעתיד הקרוב ככל שהטכנולוגיה עוברת הלאה. יתר על כן, כל שאלה בנוגע למושג זה או אל יודע על בניית מסננים של Butterworth ויישומיו, אנא הוסף את הצעותיך החשובות על ידי תגובה בקטע ההערות למטה. הנה שאלה בשבילך, מה הפונקציה של פילטר ?
נקודות זיכוי:
