Suurin ero korkeapassi- ja alipäästösuodattimen välillä on taajuusalue, jonka ne läpäisevät. Jos puhumme korkeapäästösuodattimesta, niin se on piiri, joka sallii korkeiden taajuuksien kulkea sen läpi, kun taas se estää matalat taajuudet. Sitä vastoin alipäästösuodatin on elektroninen piiri, joka päästää matalan taajuuden sen läpi ja estää korkeataajuisen signaalin.
Voi olla, että mietit, mikä taajuusalue on korkea ja mikä matala? Suodattimille on määritelty termi eli katkaisutaajuus, se olettaa kynnysarvon. Ylipäästösuodatin tarjoaa matalan reaktanssin signaaleille, joiden taajuus on tämän rajataajuuden yläpuolella, ja tarjoaa korkean reaktanssin tämän rajataajuuden alapuolella oleville taajuuksille.
Matalapäästösuodatin tarjoaa matalan reaktanssin signaaleille, joiden taajuudet ovat alhaisemmat kuin rajataajuus, niin että matalat taajuudet pääsevät läpi, mutta se tarjoaa korkean reaktanssin korkeataajuiselle signaalille ja siten estää ne.
Ennen kuin ryhdymme tarkastelemaan suodattimen toimintamekanismia, valaiskaamme suodattimen komponentteja. Jos suunnittelet suodatinta, joko korkeapäästösuodatinta (HPF) tai alipäästösuodatinta (LPF), tarvitset elektronisia komponentteja, kuten vastusta, kondensaattoria, vahvistinta jne.
Tässä on huomattava, että jos hyödynnät passiivisia komponentteja, kuten vastusta, kondensaattoria jne., tuloksena olevaa suodatinta kutsutaan passiiviseksi suodattimeksi. Kun taas jos aiot käyttää vahvistinta suodatinpiirissäsi suodatetun signaalin vahvistuksen lisäämiseksi, suunnittelet suodattimen, jota voidaan kutsua aktiiviseksi suodattimeksi.
Tähän mennessä olemme keskustelleet ratkaisevasta erosta korkeapäästö- ja alipäästösuodattimen välillä yhdessä komponenttien kanssa, jotka tekevät siitä aktiivisen tai passiivisen. Keskustellaan nyt muista merkittävistä eroista vertailukaavion avulla.
Sisältö: Korkeapassi- ja alipäästösuodatin
- Vertailukaavio
- Määritelmä
- Keskeiset erot
- Johtopäätös
Vertailukaavio
| Parametrit | Korkeapäästösuodatin | Matalapäästösuodatin |
|---|---|---|
| Määritelmä | Se on virtapiiri, joka päästää leikkaustaajuuden yläpuolella olevat taajuudet läpi. | Se on piiri, joka päästää leikkaustaajuuden alapuolella olevat taajuudet sen läpi. |
| Piirin rakenne | Se koostuu kondensaattorista, jota seuraa vastus. | Se koostuu vastuksesta, jota seuraa kondensaattori. |
| Merkitys | Se on merkittävä, kun halutaan poistaa matalataajuisen signaalin, kuten kohinan, aiheuttama vääristymä. | Se on merkittävä aliasing-ilmiön poistamisessa. |
| Toimintataajuus | Korkeampi kuin leikkaustaajuus. | Alhaisempi kuin katkaisutaajuus. |
| Sovellukset | Audiovahvistimissa, vähäkohinaisissa vahvistimissa jne. | Viestintäpiirissä anti-aliasointisuodattimena. |
Määritelmä
Korkeapäästösuodatin
Korkeapäästösuodatin vaimentaa matalataajuista signaalia ja päästää läpi vain korkeataajuisen signaalin. Tosin se tarjoaa vaimennusta myös korkeataajuussignaalille, mutta vaimennuskerroin on niin pieni, että se voidaan jättää huomiotta.
Sit varmaan ajattelet, mikä on korkeapäästösuodattimen suunnitteluprosessi, mikä saa sen päästämään korkeataajuussignaalit läpi ja estämään matalataajuussignaalit. Tämä on mahdollista hyödyntämällä kondensaattorin ja vastuksen ominaisuuksia.
Tulosignaalit syötetään kondensaattoriin, ja sitten vastuksen yli oleva jännite saadaan lähtöjännitteeksi. Vastuksen resistanssin ja kondensaattorin resistanssin yhteenlaskettua termiä kutsutaan reaktanssiksi.
Yllä olevassa piirissä on ilmeistä, että kondensaattori on kytketty vastukseen.
Yllä olevasta yhtälöstä käy varsin selvästi ilmi, että reaktanssi on kääntäen verrannollinen katkaisutaajuuteen. Jos tulosignaalin taajuus on korkea, reaktanssi saa pienemmän arvon. Mutta jos signaalin taajuus on matala, reaktanssi on suuri.
Toivottavasti nyt ymmärsit, että miksi korkeapäästösuodatin sallii korkean taajuuden kulkea sen läpi samalla kun se estää matalan taajuuden.
Matalapäästösuodatin
Matalapäästösuodattimessa kondensaattorin ja vastuksen paikkaa vaihdetaan niin, että haluttu ulostulo voidaan saada. Kun tulo syötetään alipäästösuodatinpiiriin, niin vastus tarjoaa vakioesteen, mutta kondensaattorin asento vaikuttaa lähtösignaaliin.
Jos korkeataajuinen signaali syötetään alipäästöpiiriin, niin se kulkee vastuksesta, joka tarjoaa sille tavanomaisen vastuksen, mutta kondensaattorin tarjoama vastus on nolla. Tämä johtuu siitä, että kondensaattorin tarjoama vastus korkeataajuussignaalille on nolla, kun taas matalataajuussignaalille se on ääretön.
Piirikaaviosta käy ilmi, että jos korkeataajuussignaali tulee matalasuodatinpiiriin, niin kondensaattori sallii sen läpäisyn ja se kulkee maahan. Tässä tilassa saatu lähtöjännite on nolla, koska koko jännite kulkee maahan.
Mutta jos matalataajuussignaali tulee alipäästösuodatinpiiriin, niin se tuottaa ulostulon, koska vastus tarjoaa saman esteen kuin korkeataajuussignaalin tapauksessa bt-kondensaattori tarjoaa äärettömän vastuksen.
Näin ollen tässä tilassa signaali ei voi kulkea kondensaattoripolun läpi. Siten hän koko matalataajuussignaali johdetaan lähtöliittimeen.
Ylipäästö- ja alipäästösuodattimen keskeiset erot
- Ylipäästö- ja alipäästösuodattimen keskeinen ero on se, että ylipäästösuodatinpiiri läpäisee signaalit, joiden taajuus on korkeampi kuin katkaisutaajuus, kun taas alipäästösuodatin läpäisee signaalit, joiden taajuus on matalampi kuin katkaisutaajuus.
- Ylipäästö- ja alipäästösuodatin vaihtelevat myös piirin suunnittelussa; Ylipäästösuodatin koostuu kondensaattorista, jota seuraa vastus rinnakkain. Kun taas alipäästösuodatinpiiri koostuu vastuksesta, jota seuraa kondensaattori.
- Allipäästösuodatinta käytetään anti-aliasing-suodattimena, kun taas ylipäästösuodatinta käytetään äänenvahvistimessa matalataajuisen signaalin, kuten kohinan, aiheuttamien vääristymien kytkemiseen tai poistamiseen.
Johtopäätöksenteko
Yleensä edellä käsittelemämme ylipäästösuodatin ja alipäästösuodatin ovat passiivisia suodattimia, koska niissä käytetään passiivisia osia. Voimme lisätä signaalin vahvistusta käyttämällä vahvistimia suodatinpiirissä, jolloin siitä tulee aktiivinen suodatin.