Mikä on ylipäästösuodatin?

"Ylipäästösuodatin on tarkalleen vastapäätä alipäästösuodinpiiriä, koska molemmat komponentit on vaihdettu suodattimen lähtösignaalin kanssa, joka nyt otetaan vastuksen w poikki.tässä koska matalapäästösuodatin antoi signaalien vain kulkea sen rajataajuuspisteensä ƒc alapuolelle, passiivinen ylipäästösuodatinpiiri, kuten nimensä viittaa, kulkee vain signaalit valitun rajapisteen yläpuolella, ƒc eliminoimalla matalataajuiset signaalit aaltomuoto. ----- FMUSER"

Sisältö

1) Yläpäästösuodatinpiiri

2) Ensimmäisen kertaluvun ylipäästösuodattimen taajuusvaste

3) Katkaisutaajuus ja vaihesiirto

4) Ylipäästösuodatinesimerkki nro 1

5) Toisen asteen ylipäästösuodin

6) Ylipäästösuodattimen yhteenveto

7) RC-erotin

Yläpäästösuodatinpiiri

Tässä piirijärjestelyssä kondensaattorin reaktanssi on erittäin korkea alhaisilla taajuuksilla, joten kondensaattori toimii kuin avoin piiri ja estää kaikki tulosignaalit VIN: ssä, kunnes rajataajuuspiste (ƒC) on saavutettu. 

Tämän katkaisutaajuuspisteen yläpuolella kondensaattorin reaktanssi on vähentynyt riittävästi, jotta se toimisi nyt enemmän kuin oikosulku, joka sallii koko tulosignaalin kulkea suoraan ulostuloon, kuten alla on esitetty suodattimien vastekäyrässä.

Katso myös: >> Mikä on alipäästösuodatin ja kuinka rakentaa alipäästösuodin? 

Ensimmäisen kertaluvun ylipäästösuodattimen taajuusvaste

Yllä oleva passiivisen ylipäästösuodattimen Bode-kuvaaja- tai taajuusvastekäyrä on täysin päinvastainen kuin alipäästösuodin. Tällöin signaali vaimennetaan tai vaimennetaan matalilla taajuuksilla lähdön kasvaessa + 20dB / vuosikymmen (6dB / oktaavi), kunnes taajuus saavuttaa raja-arvon (ƒc), jossa taas R = Xc. 

Siinä on vastekäyrä, joka ulottuu äärettömyydestä katkaisutaajuuteen, jossa lähtöjännitteen amplitudi on 1 / √2 = 70.7% tulosignaalin arvosta tai -3dB (20 log (Vout / Vin)) tulosta arvo.

Voimme myös nähdä, että lähtösignaalin vaihekulma (Φ) johtaa tulon omaan kulmaan (Φ) ja on yhtä suuri kuin + 45o taajuudella ƒc. Tämän suodattimen taajuusvastekäyrä tarkoittaa, että suodatin voi siirtää kaikki signaalit äärettömyyteen. Käytännössä suodattimen vaste ei kuitenkaan ulotu äärettömyyteen, vaan sitä rajoittavat käytettyjen komponenttien sähköiset ominaisuudet.

Ensimmäisen kertaluvun ylipäästösuodattimen rajataajuuspiste voidaan löytää käyttämällä yhtälöä kuin alipäästösuotimen suodatin, mutta vaihesiirtoyhtälöä muutetaan hiukan positiivisen vaihekulman huomioon ottamiseksi, kuten alla on esitetty.

Katso myös: >> Kuinka suunnitella alipäästösuodin - Subwoofer?

Katkaisutaajuus ja vaihesiirto

 

Piirivahvistus, Av, joka annetaan Vout / Vin (suuruus) ja lasketaan seuraavasti:

Ylipäästösuodatinesimerkki nro 1
Laske raja / taajuus (pointc) yksinkertaiselle passiiviselle ylipäästösuotimelle, joka koostuu 82pF-kondensaattorista, joka on kytketty sarjaan 240kΩ: n vastuksen kanssa.

Toisen asteen ylipäästösuodin
Jälleen kuten alipäästösuotimien tapauksessa, ylipäästösuodattimen vaiheet voidaan kaskata yhdessä muodostamaan toisen kertaluvun (kaksinapainen) suodatin kuvan osoittamalla tavalla.

 

Yllä oleva piiri käyttää kahta ensimmäisen asteen suodatinta, jotka on kytketty toisiinsa tai kaskattu toisiinsa toisen asteen tai kaksinapaisen ylipäästöverkon muodostamiseksi. Sitten ensimmäisen kertaluvun suodatinvaihe voidaan muuntaa toisen kertaluvun tyypiksi yksinkertaisesti käyttämällä ylimääräistä RC-verkkoa, samoin kuin toisen asteen alipäästösuodimelle. Tuloksena olevan toisen asteen ylipäästösuodatinpiirin kaltevuus on 2 dB / vuosikymmen (40 dB / oktaavi).

Kuten alipäästösuodattimessa, sekä vastukset että kondensaattorit määrittävät rajataajuuden ƒc seuraavasti.

Käytännössä passiivisuodattimien kaskadoimista yhdessä suuremman kertaluvun suodattimien tuottamiseksi on vaikea toteuttaa tarkasti, koska kunkin suodatinkäskyn dynaaminen impedanssi vaikuttaa naapurimaiden verkkoon. Kuormitusvaikutuksen vähentämiseksi voimme kuitenkin muuttaa kunkin seuraavan vaiheen 10x impedanssin edelliseksi vaiheeksi, joten R2 = 10 * R1 ja C2 = 1/10 C1: stä.

Katso myös: >> Matalapäästöiset suodattimet: se on mitä sinulla on ja mitä teet sen kanssa! 

Ylipäästösuodattimen yhteenveto
Olemme nähneet, että passiivinen ylipäästösuodatin on aivan päinvastainen kuin alipäästösuodin. Tällä suodattimella ei ole lähtöjännitettä DC: stä (0Hz) määriteltyyn rajataajuuteen (ƒc) saakka. Tämä alempi rajataajuuspiste on 70.7% tai -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) jännitevahvistuksesta, jonka sallitaan kulkea.

Taajuusaluetta ”tämän raja-arvon alapuolella” isc tunnetaan yleisesti Stop Band -nauhana, kun taas taajuusaluetta “tämän” yläpuolella ”tunnetaan yleisesti nimellä Pass Band.

Yläpäästösuodattimen rajataajuus, kulmataajuus tai -3dB-piste voidaan löytää käyttämällä vakiokaavaa: ƒc = 1 / (2πRC). Tuloksena olevan tulosignaalin vaihekulma kohdalla ƒc on + 45o. Yleensä ylipäästösuodatin on vähemmän vääristävä kuin vastaava alipäästösuodin korkeampien toimintataajuuksien vuoksi.

Hyvin yleinen sovellus tämän tyyppiselle passiivisuodattimelle on äänenvahvistimissa kytkentäkondensaattorina kahden audiovahvistimen vaiheen välillä ja kaiutinjärjestelmissä korkeampitaajuisten signaalien ohjaamiseksi pienempiin “tweeter” -tyyppisiin kaiuttimiin samalla estämällä alempia bassosignaaleja tai käytetään myös suodattimina vähentämään matalien taajuuksien kohinaa tai ”jyrinä” tyyppisiä vääristymiä. 

Näin käytettynä äänisovelluksissa, ylipäästösuodatinta kutsutaan joskus ”matalarajaiseksi” tai ”bassonaiseksi suotimeksi”.

Lähtöjännite Vout riippuu aikavakiosta ja tulosignaalin taajuudesta, kuten aikaisemmin nähdään. Kun piiriin on kytketty vaihtovirta sinimuotoinen signaali, se toimii yksinkertaisena 1. asteen ylipäästösuodattimena. Mutta jos muutamme tulosignaalin "neliöaalto" -muotoisen signaalin signaaliksi, jolla on melkein pystysuora askelsisääntö, piirin vaste muuttuu dramaattisesti ja tuottaa piirin, joka tunnetaan yleisesti differentiaattorina.

Katso myös: >> RF-suodattimen perusteet -opetusohjelma 

RC-erotin

Tähän saakka suodattimen tulon aaltomuodon oletetaan olevan sinimuotoinen tai siniaalto, joka koostuu perussignaalista ja eräistä taajuusalueella toimivista harmonisista harmoniasta, joka antaa meille taajuusalueen vasteen suodattimelle. Jos kuitenkin syötetään ylipäästösuodatinta aika-alueella toimivalla neliöaalto-signaalilla, joka antaa impulssi- ​​tai astevaste-tulon, lähtöaaltomuoto koostuu lyhyen keston pulssista tai piikkeistä, kuten kuvassa.

RC-erotinpiiri

Kukin neliöaaltotulon aaltomuodon sykli tuottaa ulostulossa kaksi piikkiä, yhden positiivisen ja yhden negatiivisen ja joiden amplitudi on yhtä suuri kuin tulon. Piikkien rappeutumisnopeus riippuu aikavakion, molempien komponenttien (RC) arvosta (t = R x C) ja tulotaajuuden arvosta. Lähtöpulssit muistuttavat yhä enemmän tulosignaalin muotoa taajuuden kasvaessa.

Saatat pitää myös:

Mitä eroa on AM-ja FM?

Mikä on FM (Frequency Modulation)?

Mitä eroa on AM ja FM radiosignaaleja?

Taajuusmodulointi Edut ja haitat

AM-vastaanotin vs. FM-vastaanotin | Ero AM-vastaanottimen ja FM-vastaanottimen välillä

Jätä viesti 

viestiluettelo