Typen filters – een uitgebreide handleiding

Over het algemeen zijn filters processen of apparaten die tijdens signaalverwerking onnodige functies/componenten uit een frequentiesignaal verwijderen. Ze komen veel voor in computergraphics, beeldverwerking, besturingssystemen, radars, telecommunicatie, enz. Bovendien zijn er verschillende soorten filters waarover we vandaag zullen leren.

Soorten elektronische lineaire filters

Wat is een filter?

Een filter is een circuit dat ongewenste componenten zoals elektronische signalen, vuil, enz. verwijdert, terwijl ze door filterapparatuur/media gaan.

Een andere definitie gaat over het verzwakken van specifieke frequenties terwijl andere frequenties worden versterkt of doorgelaten. Elektronische filters halen dus frequenties uit signalen met irrelevante of onnodige frequenties.

Typen filters

Fabrikanten classificeren verschillende filters afhankelijk van hun constructiemethode en frequentiemethode.

Gebaseerd op hun constructie

Onder het constructiekenmerk vallen twee filtertypes.

• Passieve filters

Een passief filter is een type filter met passieve componenten, waaronder inductoren, condensatoren en weerstanden.

Een passief banddoorlaatfilter

Omdat ze geen externe energiebron nodig hebben, hebben de filters geen spanningsversterking. Dat betekent ook dat je altijd een lagere uitgangsspanning krijgt dan de ingangsspanning.

Bovendien kunnen passieve filters, ondanks het feit dat ze geen lage frequenties verwerken, hoogfrequente signalen gemakkelijk filteren.

Ten slotte hebben passieve filters een eenvoudig ontwerp. Zodra u echter een belasting op het filter aansluit, heeft u invloed op de kenmerken ervan. U kunt ook invloed uitoefenen op de elementen ervan door het filter in cascade te plaatsen voor een filter van hogere orde.

• Actief filter

In tegenstelling tot passieve filters hebben actieve filters actieve componenten zoals transistors, operationele versterkers, condensatoren en weerstanden.

Actief filter

Helaas werkt het met een externe stroombron, hoewel het een hoge spanningsversterking zal genereren. De spanningsversterking versterkt verder zwakke ingangssignalen. Het zal ook geen extreem hoogfrequente signalen verwerken, maar het zal uitzonderlijk laagfrequente signalen filteren.

Verder hebben actieve filters een complex ontwerp, maar kunnen ze een laag uitgangsvermogen en een hoge ingangsimpedantie bieden. Het verklaart waarom een ​​eventuele belastingsimpedantie geen invloed heeft op de eigenschappen van het filter.

Als u ten slotte de volgorde van het filter wilt vergroten, gebruikt u actieve filters in trapsgewijze configuraties. U hoeft zich geen zorgen te maken over het verlies van het ingangssignaalvermogen.

Op basis van hun frequentierespons

De tweede classificatie van filters is afhankelijk van de onderstaande typen;

Laagdoorlaatfilter

Een laagdoorlaatfilter laat signalen met een lage frequentie toe zonder hun vermogen te verminderen, maar verwerpt hoogfrequente signalen.

Laagdoorlaatfilter

Het filter bevat een reactieve component die zorgt voor variatie met de ingangsfrequentie. De reactantievariatie veroorzaakt dus een afname of toename van de spanningsval in het circuit. Dan zal een grote spanningsval aan de uitgang het signaal doorlaten. Als de daling lager is, blokkeert het filter het signaal.

Hoogdoorlaatfilter

Een hoogdoorlaatfilter verwerpt/blokkeert een laagfrequent signaal terwijl het hoogfrequente signalen doorlaat zonder hun amplitude te verzwakken.

Hoogdoorlaatfilter

Een signaal met een hogere frequentie (vergeleken met de afsnijfrequentie) kan met een volledige amplitude passeren. Omgekeerd blokkeert het filter een signaal met een lagere frequentie dan de grensfrequentie.

Banddoorlaatfilter

Het filter blokkeert frequenties die hoger of lager zijn dan de doorlaatbandfrequenties, maar laat een bepaalde frequentieband toe.

Band basfilter

Verder bestaat het uit twee afsnijfrequenties, de bovenste en onderste afsnijfrequentie. Daarom blokkeert het filter hoge en lage frequenties terwijl de doorlaatbandfrequenties (tussenfrequenties) zonder enige verzwakking worden toegestaan.

Als je een hoogdoorlaatfilter en een laagdoorlaatfilter combineert in een cascadeconfiguratie, krijg je een banddoorlaatfilter. Het hoogdoorlaatfilter blokkeert lage frequenties, terwijl het laagdoorlaatfilter hoge frequenties blokkeert.

Band Reject-filter/Notch-filter/Band Stop-filter 

Een band-reject filter reduceert of beperkt de signaalfrequenties in een vaste frequentieband.

Bandstop/band-reject filter

De werking is het tegenovergestelde van een banddoorlaatfilter. Een notch-filter maakt hoogfrequente en laagfrequente signalen mogelijk, maar beperkt de vaste frequentieband tussen signalen.

Bovendien heeft het hogere en lagere afsnijfrequenties. Als de grensfrequenties echter signaalfrequenties ertussen ontvangen, verwerpt het filter de signalen.

Reactiecurven

Over het algemeen geven responscurven weer hoe een filter zich gedraagt. Een voorbeeld is het onderstaande diagram met verschillende filters.

Sjabloon voor bandvorm

Toepassingen van filters

Vaak worden filters toegepast in de volgende gebieden;

(TV)

(Automobielfabricage)

Conclusie

Samengevat kun je filters toepassen in projecten die ongestoorde signalen nodig hebben. Bovendien fungeren de verschillende filters als richtlijn voor specifiek apparaatgebruik.

Als je vragen hebt over frequentiefilters, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.