액티브 필터 특성, 1 차 및 2 차 오더, 어플리케이션



그 활성 필터 예를 들어, 연산 증폭기, 트랜지스터 또는 진공관과 같이 소스 또는 능동 소자가 제어 된 소자이다. 전자 회로를 통해 필터는 입력 신호를 변경하고 설계에 따라 출력 신호를 제공하는 전달 함수의 모델링을 준수 할 수 있습니다.

전자 필터의 구성은 대개 선택적이며 선택 기준은 입력 신호의 주파수입니다. 위와 같이, 회로 유형에 따라 (직렬 또는 병렬로) 필터는 특정 신호의 통과를 허용하고 나머지 신호의 통과를 차단합니다.

이러한 방식으로, 출력 신호는 필터를 구성하는 회로의 설계 파라미터에 따라 정제 됨으로써 특성화 될 것이다.

색인

  • 1 특성
  • 2 첫 번째 순서의 필터
    • 2.1 로우 패스 필터
    • 2.2 높은 통과 필터
  • 3 2 차 필터
  • 4 응용 프로그램
  • 5 참고

특징

- 액티브 필터는 아날로그 필터로서, 주파수 성분에 따라 아날로그 신호 (입력)를 수정합니다.

- 능동 부품 (연산 증폭기, 진공관, 트랜지스터 등)의 존재 덕분에이 유형의 필터는 입력 신호와 관련하여 섹션 또는 전체 출력 신호를 증가시킵니다.

이것은 연산 증폭기 (OPAMS)의 사용을 통한 에너지 증폭 때문입니다. 위의 내용은 인덕터를 사용할 필요없이 공진 및 고품질 요소를 얻는 것을 용이하게합니다. 품질 요소 (Q factor라고도 함)는 공진의 선명도와 효율의 척도입니다.

- 액티브 필터는 액티브 및 패시브 구성 요소를 결합 할 수 있습니다. 후자는 회로의 기본 구성 요소입니다 : 저항, 커패시터 및 인덕터.

- 능동 필터는 캐스케이드 연결을 허용하고 신호를 증폭하도록 구성되며 필요한 경우 두 개 이상의 회로를 통합 할 수 있도록 구성됩니다..

- 회로에 연산 증폭기가있는 경우, 회로의 출력 전압은 이들 소자의 포화 전압에 의해 제한됩니다.

- 회로 유형 및 능동 소자 및 공진 소자의 공칭 값에 따라 능동 필터는 높은 입력 임피던스와 작은 출력 임피던스를 제공하도록 설계 될 수 있습니다..

- 활성 필터의 제조는 다른 유형의 어셈블리에 비해 경제적입니다..

- 작동시키기 위해서는 액티브 필터가 필요하며, 대칭.

1 차 필터

1 차 필터는 주파수가 두 배가 될 때마다 6dB의 배수로 거부 등급보다 높거나 낮은 신호를 감쇠하는 데 사용됩니다. 이 유형의 어셈블리는 대개 다음 전송 함수로 나타냅니다.

분자와 표현식의 분모를 분해 할 때 다음을 수행해야합니다.

- N (jω)는 차수 ≤ 1의 다항식이다.

- t는 필터의 각 주파수의 역수이다.

- 승c 는 필터의 각 주파수이며, 다음 방정식에 의해 주어진다.

상기 표현에서c 필터 차단 주파수입니다..

컷오프 주파수는 신호 감쇠가 유도되는 필터의 한계 주파수입니다. 필터 구성 (저역 통과, 고역 통과, 대역 통과 또는 대역 제거)에 따라 필터 설계의 효과가 정확하게 컷오프 주파수에서 나타납니다.

1 차 필터의 특별한 경우에, 이들은 로우 패스 또는 하이 패스 일 수있다.

로우 패스 필터

이 유형의 필터는 낮은 주파수의 통과를 허용하고 컷오프 주파수보다 높은 주파수를 감쇠 시키거나 억제합니다.

저역 통과 필터의 전달 함수는 다음과 같습니다.

이 전달 함수의 진폭 및 위상 응답은 다음과 같습니다.

액티브 로우 패스 필터는 입력 및 접지 방전 저항과 연산 증폭기 및 저항 및 커패시터 구성을 병렬로 사용하여 설계 기능을 수행 할 수있다. 다음은 인버터 로우 패스 능동 회로의 예입니다.

이 회로의 전달 함수의 매개 변수는 다음과 같습니다.

필터가 높게 통과 함

반면, 하이 패스 필터는 로우 패스 필터와 비교하여 반대의 효과를냅니다. 즉,이 유형의 필터는 저주파를 감쇠시키고 고주파수는 통과시킵니다.

회로 구성에 따라 하이 패스 능동 필터는 특수 목적으로 조작 된 앰프가 있으면 신호를 증폭 할 수 있습니다. 1 차 활성 하이 패스 필터의 전달 함수는 다음과 같습니다.

시스템의 진폭 및 위상 응답은 다음과 같습니다.

액티브 하이 패스 필터는 피드백 임피던스의 기능을 수행하기 위해 회로의 입력에서 저항과 커패시터를 직렬로 연결하고 방전 접지 경로에있는 저항을 사용한다. 다음은 액티브 하이 패스 인버터 회로의 예입니다.

이 회로의 전달 함수의 매개 변수는 다음과 같습니다.

2 차 필터

2 차 필터는 일반적으로 일차 필터 연결을 직렬로 만들어 선택적 주파수 튜닝을 허용하는보다 복잡한 설정을 얻습니다..

2 차 필터의 전달 함수에 대한 일반적인 표현은 다음과 같습니다.

분자와 표현식의 분모를 분해 할 때 다음을 수행해야합니다.

- N (jω)는 차수가 ≤ 2 인 다항식입니다..

- 승o 는 필터의 각 주파수이며, 다음 방정식에 의해 주어진다.

이 방정식 fo 는 필터의 특성 주파수입니다. RLC 회로 (저항, 인덕터 및 커패시터가 직렬로 연결되어 있음)가있는 경우 필터의 고유 주파수는 필터의 공진 주파수와 일치합니다.

차례로 공진 주파수는 시스템이 최대 발진도에 도달하는 주파수입니다.

- ζ는 감쇠 계수입니다. 이 요소는 입력 신호를 감쇠시키는 시스템의 용량을 정의합니다.

차례로, 댐핑 팩터로부터 필터 품질 인자는 다음의 식을 통해 얻어진다 :

회로의 임피던스 설계에 따라 2 차 능동 필터는 저역 통과 필터, 고역 통과 필터 및 대역 통과 필터 일 수 있습니다..

응용 프로그램

능동 필터는 비선형 부하의 연결로 인해 네트워크의 교란을 줄이기 위해 전기 네트워크에서 사용됩니다.

이러한 장애는 능동 필터와 수동 필터의 조합 및 어셈블리 전체의 입력 임피던스 및 RC 구성의 변화를 통해 침투 될 수 있습니다.

전력 전기 네트워크에서 능동 필터는 능동 필터와 발전 노드 사이의 네트워크를 통해 흐르는 전류의 고조파를 줄이기 위해 사용됩니다.

마찬가지로, 능동 필터는 중성선을 통해 순환하는 귀선 전류와이 전류와 연관된 고조파와 시스템의 전압의 균형을 맞추는 데 도움이됩니다.

또한, 능동 필터는 상호 연결된 전기 시스템의 역률 보정과 관련하여 우수한 기능을 수행합니다.

참고 문헌

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