Rozdíl mezi horní a dolní propustí

Hlavním rozdílem mezi horní a dolní propustí je rozsah frekvencí, které propouštějí. Pokud hovoříme o hornopropustném filtru, tak se jedná o obvod, který propouští vysoké frekvence, zatímco nízké frekvence zablokuje. Naopak dolnopropustný filtr je elektronický obvod, který propouští nízké frekvence a blokuje vysokofrekvenční signál.

Možná si říkáte, jaký rozsah frekvencí je vysoký a jaký nízký? Pro filtry je definován pojem, tj. mezní kmitočet, předpokládá se prahová hodnota. Hornopropustný filtr nabízí nízkou reaktanci signálům s frekvencí nad touto mezní frekvencí a poskytuje vysokou reaktanci frekvencím pod touto mezní frekvencí.

Dolnopropustný filtr nabízí nízkou reaktanci signálům s frekvencemi nižšími než mezní frekvence, takže nízké frekvence mohou procházet, ale poskytuje vysokou reaktanci signálům s vysokými frekvencemi, a tak je blokuje.

Než se pustíme do mechanismu fungování filtru, osvětleme si součásti filtru. Pokud navrhujete filtr, ať už horní propust (HPF) nebo dolní propust (LPF), potřebujete elektronické součástky, jako je rezistor, kondenzátor, zesilovač atd.

Je třeba si uvědomit, že pokud využíváte pasivní součástky, jako je rezistor, kondenzátor atd. bude výsledný filtr označován jako pasivní filtr. Zatímco pokud plánujete použít ve svém filtračním obvodu zesilovač, abyste zvýšili zesílení filtrovaného signálu, pak navrhujete filtr, který lze označit jako aktivní filtr.

Dosud jsme probrali zásadní rozdíl mezi horní a dolní propustí filtru spolu se součástkami, které jej činí aktivním nebo pasivním. Probereme další podstatné rozdíly pomocí srovnávací tabulky.

Obsah: Vysokofrekvenční a dolnofrekvenční filtr

1. Srovnávací diagram
2. Definice
3. Klíčové rozdíly
4. Závěr

Srovnávací diagram

.

Parametry	Vysokofrekvenční filtr	Nízkofrekvenční filtr
Definice	Jedná se o obvod, který propouští frekvence nad mezní frekvencí.	Je to obvod, který umožňuje, aby jím procházely frekvence pod mezní frekvencí.
Architektura obvodu	Skládá se z kondenzátoru následovaného rezistorem.	Skládá se z rezistoru následovaného kondenzátorem.
Význam	Má význam při odstraňování zkreslení způsobeného nízkofrekvenčním signálem, jako je šum.	Má význam při odstraňování aliasingového efektu.
Pracovní frekvence	Vyšší než mezní frekvence.	Nižší než mezní frekvence.
Použití	V audio zesilovačích, nízkošumových zesilovačích atd.	V komunikačních obvodech jako antialiasingový filtr.

Definice

Vysokofrekvenční filtr

Vysokofrekvenční filtr zeslabuje nízkofrekvenční signál a propouští pouze vysokofrekvenční signál. Nabízí sice útlum i vysokofrekvenčnímu signálu, ale činitel útlumu je tak malý, že jej lze zanedbat.

Jistě přemýšlíte, jaký je proces návrhu vysokofrekvenčního filtru, co způsobuje, že jím procházejí signály o vysoké frekvenci a blokuje signály o nízké frekvenci. To je možné díky využití vlastností kondenzátoru a rezistoru.

Vstupní signály se přivedou na kondenzátor a pak se jako výstupní napětí získá napětí na rezistoru. Kombinovaný člen pro odpor rezistoru a odpor kondenzátoru se označuje jako reaktance.

V uvedeném zapojení je zřejmé, že k rezistoru je připojen kondenzátor.

Z uvedené rovnice je zcela zřejmé, že reaktance je nepřímo úměrná vypínací frekvenci. Je-li frekvence vstupního signálu vysoká, pak reaktance nabývá nižší hodnoty. Je-li však frekvence signálu nízká, bude reaktance vysoká.

Doufám, že jste nyní pochopili, proč horní propust filtru umožňuje průchod vysoké frekvence, zatímco blokuje nízkou frekvenci.

Filtr dolní propust

V dolní propust filtru se zaměňuje poloha kondenzátoru a odporu tak, aby bylo možné získat požadovaný výstup. Když se do obvodu dolnopropustného filtru přivede vstupní signál, pak odpor nabídne konstantní překážku, ale poloha kondenzátoru ovlivní výstupní signál.

Přivede-li se do obvodu dolnopropustného filtru vysokofrekvenční signál, tak projde od odporu, který mu nabídne obvyklý odpor, ale odpor, který nabídne kondenzátor, bude nulový. Je to proto, že odpor, který kondenzátor nabízí vysokofrekvenčnímu signálu, je nulový, zatímco nízkofrekvenčnímu signálu je nekonečný.

Ze schématu zapojení je zřejmé, že pokud vysokofrekvenční signál vstoupí do obvodu dolní propusti filtru, než mu kondenzátor umožní průchod a bude propuštěn na zem. V tomto stavu je získané výstupní napětí nulové, protože celé napětí projde do země.

Pokud však nízkofrekvenční signál vstoupí do obvodu dolní propusti filtru, pak bude generovat výstup, protože odpor bude nabízet stejnou překážku jako v případě vysokofrekvenčního signálu bt kondenzátor bude poskytovat nekonečný odpor.

Takže v tomto stavu signál nemůže projít cestou kondenzátoru. Celý nízkofrekvenční signál je tedy propuštěn na výstupní svorku.

Závěr

Dolnopropustný a hornopropustný filtr, které jsme probrali výše, jsou pasivní filtry, protože používají pasivní součástky. Zesílení signálu můžeme zvýšit použitím zesilovačů ve filtračním obvodu, pak se z něj stane aktivní filtr.

.