Wat is een filter?

Het is soms wenselijk om circuits te hebben die in staat zijn om selectief één frequentie of reeks frequenties te filteren uit een mix van verschillende frequenties in een circuit. Een circuit dat is ontworpen om deze frequentieselectie uit te voeren, wordt een filtercircuit genoemd , of gewoon een filter .

Een veelvoorkomende behoefte aan filtercircuits is in krachtige stereosystemen, waar bepaalde reeksen van audiofrequenties moeten worden versterkt of onderdrukt voor de beste geluidskwaliteit en energie-efficiëntie.

U bent misschien bekend met equalizers , waarmee de amplitudes van verschillende frequentiebereiken kunnen worden aangepast aan de smaak van de luisteraar en de akoestische eigenschappen van het luistergebied.

U bent wellicht ook bekend met crossover-netwerken , die ervoor zorgen dat bepaalde frequentiebereiken de luidsprekers niet kunnen bereiken.

Een tweeter (hoogfrequente luidspreker) is inefficiënt in het reproduceren van laagfrequente signalen zoals drumbeats, dus is een crossover-circuit aangesloten tussen de tweeter en de uitgangsaansluitingen van de stereo om laagfrequente signalen te blokkeren, waarbij alleen hoogfrequente signalen naar de aansluitklemmen van de luidspreker.

Dit geeft een betere efficiëntie van het audiosysteem en dus betere prestaties. Zowel equalizers als crossover-netwerken zijn voorbeelden van filters die zijn ontworpen om bepaalde frequenties te filteren.

Een andere praktische toepassing van filtercircuits is het "conditioneren" van niet-sinusvormige spanningsgolfvormen in stroomcircuits.

Sommige elektronische apparaten zijn gevoelig voor de aanwezigheid van harmonischen in de voedingsspanning en hebben daarom stroomconditionering nodig voor een goede werking.

Als een vervormde sinusgolfspanning zich gedraagt ​​als een reeks harmonische golfvormen die aan de grondfrequentie worden toegevoegd, dan zou het mogelijk moeten zijn om een ​​filtercircuit te construeren dat alleen de grondgolfvormfrequentie doorlaat en alle (hogere frequentie) harmonischen blokkeert.

In deze les zullen we het ontwerp van verschillende elementaire filtercircuits bestuderen. Om de belasting van wiskunde voor de lezer te verminderen, zal ik uitgebreid gebruik maken van SPICE als analysetool, waarbij Bode-plots (amplitude versus frequentie) voor de verschillende soorten filters worden weergegeven.

Houd er echter rekening mee dat deze circuits over meerdere frequentiepunten kunnen worden geanalyseerd door herhaalde serie-parallelle analyse, net zoals het vorige voorbeeld met twee bronnen (60 en 90 Hz), als de student bereid is veel tijd te investeren werk- en herwerkingscircuitberekeningen voor elke frequentie.

BEOORDELING:

• Een filter is een wisselstroomcircuit dat sommige frequenties van andere scheidt binnen signalen met gemengde frequenties.
• Audio equalizers en crossover-netwerken zijn twee bekende toepassingen van filtercircuits.
• Een Bode-plot is een grafiek die de amplitude of fase van de golfvorm op de ene as en de frequentie op de andere uitzet.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Werkblad Actieve filters