Passive high pass filter

Dati tinalakay natin ang Passive Low Pass Filter, ngayon ay oras na upang tumingin ng pananaw ng passive high pass filter.

Parehas tulad ng dati, kung titingnan mo ang pangalan ay ipinapakita nito ang "Passive", "High", "Pass" at "Filter". Kaya, tulad ng iminungkahi ng pangalan, ito ay isang filter na hahadlang sa Mababang mga frequency, ngunit ipasa ang mataas na dalas sa itaas ng paunang natukoy na halaga, na makakalkula ng formula.

Ito ay "passive" na nangangahulugang walang panlabas na lakas, walang amplification ng input signal; gagawin namin ang circuit gamit ang mga "passive" na mga sangkap na hindi nangangailangan ng anumang panlabas na mapagkukunan ng kuryente. Ang mga passive na bahagi ay pareho ng Mababang pass filter ngunit ang order ng koneksyon ay eksaktong babaligtad. Ang mga passive na sangkap ay Resistor (R) at

Capacitor (C). Muli ito ay isang pagsasaayos ng filter ng RC.

Tingnan natin kung ano ang mangyayari kung magtatayo kami ng circuit at suriin ang tugon o "Bode Plot"…

Narito ang circuit sa imaheng ito:

Ito ay isang filter ng RC. Pangkalahatan ang isang input signal ay inilalapat sa seryeng ito na kumbinasyon ng hindi polarised capacitor at resistor. Ito ay isang unang filter ng order dahil mayroon lamang isang reaktibo na bahagi sa circuitry na capacitor. Magagamit ang nai-filter na output sa kabuuan ng risistor. Ang kombinasyon ng duo na ito ay eksaktong katapat ng low pass filter. Kung ihinahambing namin ang circuit sa mababang pass filter makikita natin na ang posisyon ng risistor at capacitor ay pinalitan.

Gaano gumagana ang High Pass filter?

Sa mababang mga frequency ang reaktibo ng capacitor ay magiging napakalaki na kikilos ito tulad ng isang bukas na circuit at harangan ang input signal sa ibaba ng cut-off frequency point (fc). Ngunit kapag naabot ng cut-off frequency point ang reaktibo ng capacitor ay magsisimulang bawasan at payagan ang signal na direktang pumasa. Makikita namin ito nang detalyado sa curve ng dalas ng tugon.

Narito ang kurba kung paano ito magkamukha sa output ng capacitor: -

Frequency Response at Cut-Off Frequency

Ito ang curve ng dalas ng tugon ng dalas ng unang order na High pass filter circuit.

f c Ay ang cutoff frequency ng filter. Sa -3dB point ang signal ay pinapayagan na pumasa. Ang -3dB ay nagsasaad din ng dalas ng cutoff. Mula sa 10Hz hanggang sa dalas ng cut-off ang signal ay hindi pinapayagan na pumasa dahil ang dalas ay Mababang dalas, sa puntong ito ito ay ang bahagi ng stop band kung saan ang signal ay hindi pinapayagan na pumasa mula sa filter ngunit sa itaas ng dalas ng cut-off pagkatapos -3dB ang bahagi ay tinatawag bilang posisyon ng pass band kung saan pinapayagan na pumasa ang signal. Ang slope ng curve ay + 20dB bawat dekada. Eksaktong kabaligtaran ng Mababang pass filter.

Ang pormula ng Pagkalkula ng nakuha ay pareho sa ginamit namin sa aming nakaraang tutorial sa passive Low pass filter.

Makakuha (dB) = 20 log (Vout / Vin)

Matapos ang signal ng cut-off ang mga tugon ng circuit ay unti-unting tumataas sa Vin mula sa 0 at ang pagtaas na ito ay nangyayari sa isang rate na + 20dB / Decade. Kung kalkulahin namin ang pagtaas sa bawat oktaba magiging 6dB ito.

Ang Frequency Response Curve na ito ay ang Bode Plot ng High pass filter. Sa pamamagitan ng pagpili ng wastong capacitor at tamang resistor maaari naming ihinto ang Mababang mga frequency, limitahan ang signal na dumaan sa filter circuitry nang hindi nakakaapekto sa signal dahil walang aktibong tugon.

Sa imahe sa itaas, mayroong isang salitang Bandwidth. Ito ay nagpapahiwatig pagkatapos kung anong dalas ang papayagan ng signal na pumasa. Kaya, kung ito ay isang 600 Khz High pass filter pagkatapos ang bandwidth ay magmula sa 600Khz hanggang Infinity. Dahil papayagan nitong ipasa ang lahat ng mga signal sa itaas ng dalas ng cut-off.

Sa dalas ng cut-off makakakuha kami ng -3dB makakuha. Sa puntong iyon kung ihinahambing namin ang amplitude ng signal signal na may input signal pagkatapos ay makikita natin na ang amplitude ng signal signal ay magiging 70.7% ng input signal. Gayundin sa -3dB makakuha ng capacitive reaktibo at paglaban ay magiging pantay. R = Xc.

Ano ang pormula ng Cut-off Frequency?

Ang pormula ng dalas ng Cut-off ay eksaktong kapareho ng tulad ng Low Pass filter.

f c = 1 / 2πRC

Kaya, ang R ay paglaban at ang C ay may kapasidad. Kung ilalagay natin ang halaga malalaman natin ang dalas ng cutoff.

Pagkalkula ng Boltahe ng Output

Tingnan natin ang unang imahe, ang circuitry kung saan ang 1 risistor at isang kapasitor ay ginagamit upang bumuo ng isang High pass filter o RC circuit.

Kapag ang DC signal na inilapat sa buong circuit ito ay paglaban ng circuit na lumilikha ng drop kapag kasalukuyang dumadaloy. Ngunit sa kaso ng isang senyas ng AC hindi ito paglaban ngunit ang impedance ay responsable para sa pagbagsak ng boltahe, na sinusukat din sa Ohms.

Sa RC circuit mayroong dalawang resistive na bagay. Ang isa ay paglaban at ang isa pa ay ang capacitive reactance ng capacitor. Kaya, kailangan nating sukatin muna ang capacitive reactance ng capacitor dahil kakailanganin ito sa pagkalkula ng impedance ng circuitry.

Ang unang resistive na oposisyon ay capacitive reactance, ang formula ay: -

Xc = 1 / 2πfC

Ang output ng formula ay nasa Ohms, dahil ang Ohms ay ang yunit ng capacitive reactance dahil ito ay isang oposisyon na nangangahulugang Paglaban.

Ang Pangalawang pagsalungat ay ang resistor mismo. Ang halaga ng risistor ay isang paglaban din.

Kaya, pagsasama-sama ng dalawang pagsalungat na ito makukuha natin ang kabuuang paglaban, na kung saan ay impedance sa RC (AC signal input) circuit.

Ang impedance ay nangangahulugang Z

Ang Formula ay: -

Tulad ng tinalakay dati sa mababang dalas ng reaksyon ng capacitor ay masyadong mataas na ito ay kumikilos bilang isang bukas na circuit, ang reaktibo ng kapasitor ay Infinity sa mababang dalas kaya't hinaharangan nito ang signal. Ang pagkakaroon ng output ay 0 sa oras na iyon, at dahil sa bloke ang output boltahe ay mananatiling 0 hanggang sa maabot ang cut-off frequency.

Ngunit sa Mataas na dalas ng kabaligtaran ay magaganap ang reaktibo ng kapasitor ay masyadong mababa na kumilos ito bilang isang maikling circuit, ang reaktibo ng kapasitor ay 0 sa mataas na dalas kaya't ito ay pumasa sa signal. Ang pagkakaroon ng output ay 1 sa oras na iyon, iyon ang Unity gain na sitwasyon at dahil sa pagkakaisa na nakuha ang output boltahe ay katulad ng input boltahe pagkatapos maabot ang cut-off na dalas.

Halimbawa sa Pagkalkula

Tulad ng alam na natin kung ano talaga ang nangyayari sa loob ng circuit at Paano malalaman ang halaga. Pumili tayo ng mga praktikal na halaga.

Kunin natin ang pinaka-karaniwang halaga sa risistor at capacitor, 330k at 100pF. Pinili namin ang halaga dahil malawak itong magagamit at mas madaling makalkula.

Tingnan natin kung ano ang magiging cut-off frequency at kung ano ang magiging Output boltahe.

Putulin ang Dalas ay magiging: -

Sa pamamagitan ng paglutas ng equation na ito ang dalas ng cut-off ay 4825Hz o 4.825Khz.

Tingnan Natin kung totoo ito o hindi…

Ito ang circuit ng halimbawa.

Tulad ng tugon sa dalas na inilarawan bago iyon sa cut-off frequency ang dB ay magiging

-3dB, Hindi alintana ang mga frequency. Hahanapin namin ang -3dB sa output signal at makikita kung 4825Hz (4.825Khz) o hindi.

Narito ang tugon sa dalas: -

Itakda natin ang cursor sa -3dB at tingnan ang resulta.

Tulad ng nakikita natin ang tugon ng Frequency (Tinatawag din bilang Bode Plot) itinakda namin ang cursor sa -3.03dB at makakuha ng 4.814KHz Bandwidth Frequency.

Phase Shift

Ang Phase Angle ay nangangahulugang bilang φ (Phi) ay nasa output ay +45

Ito ang paglilipat ng Phase ng circuit, ginamit bilang praktikal na halimbawa.

Alamin Natin ang halaga ng paglipat ng yugto sa dalas ng cut-off: -

Itinakda namin ang cursor sa +45

Ito ay isang pangalawang order ng High Pass Filter. Ang CAPACITOR at RESISTOR ay ang unang order at ang CAPACITOR1 at RESISTOR1 ay pangalawang order. Kasamang magkakaskas bumubuo sila ng pangalawang order na High pass filter.

Ang pangalawang order filter ay may papel na ginagampanan ng slope ng 2 x + 20dB / dekada o + 40dB (12dB / oktaba).

Narito ang curve ng tugon: -

Ang slope ay + 20dB / Decade at ang pula sa huling output na mayroong slope ng + 40dB / Decade.

Kalkulahin nito ang cut-off na dalas ng pangalawang-order na High pass circuit.

Tulad ng filter ng Low Pass, hindi napakahusay na mag-cascade ng dalawang passive High Pass filters bilang pabagu-bagong impedance ng bawat filter order effects sa iba pang network sa parehong circuitry.

Mga Aplikasyon

Ang low pass filter ay malawakang ginagamit circuit sa electronics.

Narito ang ilang mga application: -

Audio receiver at Equalizer
Sistema ng pagkontrol ng musika at pagbago ng dalas ng Treble.
Function Generator
Ang Cathode Ray Television at Oscilloscope.
Square Wave Generator mula sa Triangular alon.
Mga Tagabuo ng Pulso.
Ramp to Step Generators.