Типы фильтров — подробное руководство

Как правило, фильтры — это процессы или устройства, которые избавляются от ненужных функций/компонентов частотного сигнала во время обработки сигнала. Они распространены в компьютерной графике, обработке изображений, системах управления, радарах, телекоммуникациях и т. д. Более того, существуют различные типы фильтров, о которых мы сегодня узнаем.

Типы электронных линейных фильтров

Что такое фильтр?

Фильтр — это схема, которая удаляет нежелательные компоненты, такие как электронные сигналы, грязь и т. д., когда они проходят через фильтрующие устройства/материалы.

Другое определение основано на ослаблении определенных частот при одновременном усилении или разрешении прохождения других частот. Таким образом, электронные фильтры извлекают частоты из сигналов с ненужными или ненужными частотами.

Типы фильтров

Производители классифицируют несколько фильтров в зависимости от метода их конструкции и частотного метода.

На основе их конструкции

Два типа фильтров подпадают под конструктивную особенность.

• Пассивные фильтры

Пассивный фильтр — это тип фильтра, который имеет пассивные компоненты, включая катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы.

Пассивный полосовой фильтр

Тогда, поскольку они не требуют внешнего источника энергии, фильтры не будут иметь усиления по напряжению. Это также означает, что вы всегда будете получать меньшее выходное напряжение, чем входное напряжение.

Кроме того, несмотря на отсутствие обработки низких частот, пассивные фильтры могут легко фильтровать высокочастотные сигналы.

Наконец, пассивные фильтры имеют простую конструкцию. Однако, как только вы подключите нагрузку к фильтру, вы повлияете на его характеристики. Кроме того, вы можете воздействовать на его элементы, каскадируя фильтр для фильтра более высокого порядка.

• Активный фильтр

В отличие от пассивных фильтров, активные фильтры имеют активные компоненты, такие как транзисторы, операционные усилители, конденсаторы и резисторы.

Активный фильтр

К сожалению, он работает с внешним источником питания, хотя и будет генерировать высокий коэффициент усиления по напряжению. Коэффициент усиления по напряжению дополнительно усиливает слабые входные сигналы. Кроме того, он не будет обрабатывать чрезвычайно высокочастотные сигналы, но будет фильтровать исключительно низкочастотные сигналы.

Кроме того, активные фильтры имеют сложную конструкцию, но могут обеспечивать низкий выходной сигнал и высокое входное сопротивление. Это объясняет, почему любое сопротивление нагрузки не повлияет на характеристики фильтра.

Наконец, если вы хотите увеличить порядок фильтров, используйте активные фильтры в каскадных конфигурациях. Вам не придется беспокоиться о потере мощности входного сигнала.

На основе их частотной характеристики

Вторая классификация фильтров зависит от приведенных ниже типов;

Фильтр низких частот

Фильтр нижних частот пропускает сигналы с низкой частотой без снижения их мощности, но подавляет высокочастотные сигналы.

Фильтр нижних частот

Фильтр содержит реактивную составляющую, которая вызывает изменение входной частоты. Таким образом, изменение реактивного сопротивления вызывает уменьшение или увеличение падения напряжения в цепи. Тогда большое падение напряжения на выходе позволит пройти сигналу. Если падение ниже, фильтр заблокирует сигнал.

Фильтр верхних частот

Фильтр верхних частот отклоняет/блокирует низкочастотный сигнал, пропуская при этом высокочастотные сигналы без ослабления их амплитуды.

Фильтр верхних частот

Сигнал более высокой частоты (по сравнению с частотой среза) может проходить с полной амплитудой. И наоборот, фильтр блокирует сигнал с более низкой частотой, чем частота среза.

Полосовой фильтр

Фильтр блокирует частоты выше или ниже частот полосы пропускания, но разрешает определенный диапазон частот.

Полосовой фильтр низких частот

Кроме того, он состоит из двух частот среза, верхней и нижней частоты среза. Следовательно, фильтр будет блокировать высокие и низкие частоты, пропуская частоты полосы пропускания (между частотами) без какого-либо ослабления.

Если вы объедините фильтр верхних частот и фильтр нижних частот в каскадной конфигурации, вы получите полосовой фильтр. Фильтр верхних частот заблокирует низкие частоты, а фильтр нижних частот заблокирует высокие частоты.

Полосовой заграждающий фильтр/Режекторный фильтр/Полосовой режекторный фильтр 

Заграждающий фильтр уменьшает или ограничивает частоты сигнала в фиксированной полосе частот.

Заграждающий/заграждающий фильтр

Его принцип действия полностью противоположен полосовому фильтру. Режекторный фильтр пропускает высокочастотные и низкочастотные сигналы, но ограничивает фиксированную полосу частот между сигналами.

Кроме того, у него есть верхняя и нижняя частоты среза. Однако, если частоты среза принимают какие-либо частоты сигнала между ними, фильтр отклоняет сигналы.

Кривые отклика

Как правило, кривые отклика показывают, как ведет себя фильтр. Пример включает приведенную ниже диаграмму с различными фильтрами.

Шаблон формы группы

Применение фильтров

Часто фильтры применяются в следующих областях:

(ТВ)

(автомобильное производство)

Заключение

Таким образом, вы можете применять фильтры в проектах, требующих непрерывных сигналов. Кроме того, различные фильтры действуют как руководство по использованию конкретного устройства.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно частотных фильтров, не стесняйтесь обращаться к нам.