ครอสโอเวอร์กรองคำสั่ง - บนนิ้ว อุปกรณ์ตรวจวัดแบบแอนะล็อก ตัวกรองแบบแอคทีฟลำดับที่ 3 พร้อมการคำนวณ

สวัสดีทุกคน,

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาในการคำนวณตัวกรองความถี่กลางถึงสูง การใช้สิ่งที่เรียกว่าตัวกรองฟังก์ชันเพิ่มเติม (AFF) อาจดูเหมือนถูกต้อง - แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลที่ลบออกจากสัญญาณบรอดแบนด์ (ดนตรี) ที่แยกได้ ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน (ในกรณีของเรา) และส่วนที่เหลือคือส่วนประกอบระดับกลางและความถี่สูงซึ่งถูกส่งไปยังเอาต์พุต

วงจรครอสโอเวอร์ที่ใช้งานได้จริงกับ FDF มีการอธิบายโดยละเอียดในบทความของนิตยสาร Radio:
2524 ฉบับที่ 5-6 หน้า 39 “เครื่องขยายเสียงสามทาง”
2530 ฉบับที่ 3 หน้า 35 “บล็อกตัวกรองของเครื่องขยายสัญญาณ AF แบบสามแบนด์”

โปรดทราบว่าในวงจร "87/3" ด้านหน้าตัวกรองที่ใช้งานอยู่จะมีตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าบน op-amp ซึ่งผู้ติดตามมีความต้านทานเอาต์พุตต่ำ และตัวกรองบน ​​op-amp (FDF) ด้วย โหลดอิมพีแดนซ์อินพุตสูง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการจับคู่ตัวกรองกับวงจรที่สร้างครอสโอเวอร์โดยทั่วไป

จะดีกว่าถ้าเลือกความถี่ครอสโอเวอร์สำหรับครอสโอเวอร์แบบสองทางที่มากกว่าความถี่เรโซแนนซ์ของวูฟเฟอร์ถึงสามเท่า หากใช้ลำโพงฟูลเรนจ์เป็นวูฟเฟอร์ ควรใช้ความถี่ที่สูงกว่า 3.5 KHz (สูงกว่าความถี่เรโซแนนซ์ของทวีตเตอร์ที่เลือก)
ตารางเชื่อมโยงความถี่ครอสโอเวอร์ระหว่างไบแอมปลิงกับกำลังที่ต้องจ่ายให้กับความถี่กลาง - ความถี่สูงมีให้ใน Radio 2001 No. 9, หน้า 10

ก่อนการครอสโอเวอร์ครั้งนี้ จะเป็นการดีที่จะใส่ตัวกรองความถี่สูงผ่านที่มีความถี่คัตออฟ 40Hz หรือน้อยกว่า - ตัดสิ่งที่วูฟเฟอร์ของคุณไม่สามารถสร้างใหม่ได้ มีคำอธิบายโดยละเอียดอยู่ที่ Audiokiller electroclub.info/samodel/sub_pred.htm

บทความเกี่ยวกับการวัดความถี่เรโซแนนซ์ของลำโพงและ "พารามิเตอร์ T-C" โดยใช้การ์ดเสียงคอมพิวเตอร์มีอยู่ที่นี่บนเว็บไซต์..html

ในหัวข้อการสร้างเสียงสองทาง (biampling) เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะอ่านบทความโดย V. Shorov จากวิทยุปี 1994 ฉบับที่ 2 “ การสร้างเสียงสองทาง” และหากคุณต้องการเข้าใจให้ดีขึ้นชุดบทความต่างๆ โดย A. Frunze “ในการปรับปรุงคุณภาพเสียงของลำโพง” วิทยุ 1992 9 - 12.

ฉันขอขอบคุณ AudioKiller สำหรับโปรแกรมคำนวณตัวกรองลำดับที่สาม
electroclub.info/mysoft.htm
จากการคำนวณที่ดำเนินการ ฉันประกอบตัวกรอง bandpass แบบรวม (ใน op-amp หนึ่งตัว) 40 – 18000 Hz สำหรับเครื่องรับ VHF ด้วยการเลือกตัวเก็บประจุและตัวต้านทานที่แม่นยำ การตอบสนองความถี่ของตัวกรองจึงสอดคล้องกับความถี่ที่ต้องการโดยไม่ต้องปรับแต่งเพิ่มเติม

ผู้เริ่มต้นที่ประกอบโครงร่างวงจรได้สำเร็จจะช่วยลดความยุ่งยากในการแกะสลักแผงวงจรพิมพ์ได้โดยใช้ไฟเบอร์กลาสที่ไม่ใช่ฟอยล์ (getinax หรือกระดาษแข็งหนา) และลวดดีบุกบางๆ ที่จะมาแทนที่รอยที่ควรจะแกะสลัก ในโปรแกรม LayOut แผงวงจรพิมพ์จะถูกวาดด้วยความกว้างของแทร็ก 0.3 - 05 มม. - เพื่อให้มองเห็นได้ ตามการออกแบบบอร์ดที่พิมพ์ออกมา และมีการป้องกันด้วยเทปใส PCB จะถูกคว้านแกนและเจาะ จากนั้นชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกสอดเข้าไปในรูตามลำดับการประกอบจากทางเข้าไปยังทางออก ตะกั่วกระป๋องของพวกมันจะโค้งงอไปในทิศทางของรางที่ดึงออกมาและบัดกรี หากสายยาวไม่พอ ให้ใช้ลวดกระป๋อง หากตัวนำ - "เส้นทาง" - อยู่ใกล้กันและมีความเสี่ยงที่จะเกิดการลัดวงจรคุณสามารถใส่แคมบริกได้ สิ่งสำคัญคือหากจำเป็นต้องทำการปรับปรุงใหม่ เช่น 20% ของวงจรที่ประกอบแล้ว คุณไม่จำเป็นต้องตัดรางที่พิมพ์ออก - เพียงแค่แยกส่วนออก ทำการเจาะใหม่และประกอบใหม่ - สะอาด เรียบง่าย และมีเทคโนโลยีเหมือนการปู แผ่นคอนกรีต เมื่อประกอบโครงสร้าง RF ชั้นฟอยล์ที่หันหน้าไปทางชิ้นส่วนสามารถใช้เป็นเกราะกำบังทั่วไปได้ ฟอยล์รอบๆ รูจะต้องจมลงไป ยกเว้นหน้าสัมผัส "กราวด์"
หากคุณสนใจ ฉันจะส่งรูปถ่ายบอร์ดที่ทำด้วยวิธีนี้ไปให้คุณ

คำอธิบาย

โดยพื้นฐานแล้วตัวกรองใดๆ ก็ตามจะทำกับสเปกตรัมสัญญาณแบบที่ Rodin ทำกับหินอ่อน แต่แตกต่างจากงานของประติมากร ความคิดนี้ไม่ได้เป็นของตัวกรอง แต่เป็นของคุณและฉัน

ด้วยเหตุผลที่ชัดเจนเราคุ้นเคยกับการใช้ฟิลเตอร์ในด้านหนึ่งมากที่สุด - การแยกสเปกตรัมของสัญญาณเสียงสำหรับการสร้างในภายหลังด้วยไดนามิกเฮด (บ่อยครั้งที่เราพูดว่า "ลำโพง" แต่ทุกวันนี้เนื้อหามีความจริงจังดังนั้นเราจึง จะเข้าใกล้เงื่อนไขด้วยความเข้มงวดสูงสุด) แต่การใช้ตัวกรองในด้านนี้อาจยังไม่ใช่ส่วนหลักและแน่นอนว่าไม่ใช่ส่วนแรกในประวัติศาสตร์ อย่าลืมว่าครั้งหนึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคยถูกเรียกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ และงานดั้งเดิมของมันคือการตอบสนองความต้องการในการส่งสัญญาณวิทยุและการรับสัญญาณวิทยุ และแม้แต่ในช่วงวัยเด็กของวิทยุเมื่อสัญญาณสเปกตรัมต่อเนื่องไม่ได้รับการส่งสัญญาณและการออกอากาศทางวิทยุยังคงเรียกว่าวิทยุโทรเลขก็มีความจำเป็นต้องเพิ่มภูมิคุ้มกันทางเสียงของช่องสัญญาณและปัญหานี้ก็แก้ไขได้ด้วยการใช้ตัวกรอง ในการรับอุปกรณ์ ในด้านส่งสัญญาณ ตัวกรองถูกใช้เพื่อจำกัดสเปกตรัมของสัญญาณมอดูเลต ซึ่งยังปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการส่งสัญญาณอีกด้วย ในท้ายที่สุด รากฐานที่สำคัญของเทคโนโลยีวิทยุทั้งหมดในยุคนั้น ซึ่งก็คือวงจรเรโซแนนซ์นั้นไม่มีอะไรมากไปกว่ากรณีพิเศษของตัวกรองแบนด์พาส ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าเทคโนโลยีวิทยุทั้งหมดเริ่มต้นด้วยตัวกรอง

แน่นอนว่าตัวกรองตัวแรกเป็นแบบพาสซีฟซึ่งประกอบด้วยคอยล์และตัวเก็บประจุและด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทานจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับคุณลักษณะที่เป็นมาตรฐาน แต่พวกเขาทั้งหมดมีข้อเสียเปรียบร่วมกัน - ลักษณะของมันขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจรที่อยู่ด้านหลังนั่นคือวงจรโหลด ในกรณีที่ง่ายที่สุด โหลดอิมพีแดนซ์สามารถรักษาให้สูงพอที่จะละเลยอิทธิพลนี้ ในกรณีอื่น ๆ จะต้องคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ของตัวกรองและโหลด (โดยวิธีการ การคำนวณมักจะดำเนินการแม้ว่าจะไม่มี กฎสไลด์เฉพาะในคอลัมน์) คำสาปของตัวกรองแบบพาสซีฟนี้เป็นไปได้ที่จะกำจัดอิทธิพลของอิมพีแดนซ์โหลดด้วยการมาถึงของตัวกรองแบบแอคทีฟ

ในขั้นต้นตั้งใจที่จะอุทิศวัสดุนี้ให้กับตัวกรองแบบพาสซีฟโดยสิ้นเชิง ในทางปฏิบัติผู้ติดตั้งจะต้องคำนวณและผลิตตัวกรองเหล่านี้ด้วยตนเองบ่อยกว่าตัวกรองที่ใช้งานอยู่ แต่ตรรกะเรียกร้องให้เรายังคงเริ่มต้นด้วยสิ่งที่กำลังดำเนินการอยู่ น่าแปลกที่เพราะมันง่ายกว่าไม่ว่าจะดูภาพประกอบที่ให้ไว้ในตอนแรกก็ตาม

ฉันต้องการที่จะเข้าใจอย่างถูกต้อง: ข้อมูลเกี่ยวกับตัวกรองที่ใช้งานไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นแนวทางในการผลิตเท่านั้น บ่อยครั้งที่มีความจำเป็นต้องเข้าใจว่าตัวกรองที่มีอยู่ทำงานอย่างไร (ส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของแอมพลิฟายเออร์) และเหตุใดตัวกรองจึงไม่ทำงานอย่างที่เราต้องการเสมอไป และที่นี่ จริงๆ แล้ว แนวคิดเรื่องการทำงานด้วยตนเองอาจเกิดขึ้น แผนผังของตัวกรองที่ใช้งานอยู่

ในกรณีที่ง่ายที่สุด ตัวกรองแบบแอกทีฟคือตัวกรองแบบพาสซีฟที่โหลดบนองค์ประกอบที่มีอัตราขยายแบบเอกภาพและอิมพีแดนซ์อินพุตสูง - ไม่ว่าจะเป็นตัวติดตามตัวปล่อยหรือเครื่องขยายสัญญาณการปฏิบัติงานที่ทำงานในโหมดตัวตาม นั่นคือ ด้วยอัตราขยายแบบเอกภาพ (คุณยังสามารถติดตั้งตัวติดตามแคโทดบนหลอดไฟได้ แต่หากได้รับอนุญาตจากคุณ ฉันจะไม่แตะต้องโคมไฟ ถ้าใครสนใจ โปรดดูเอกสารที่เกี่ยวข้อง) ตามทฤษฎีแล้ว ไม่อนุญาตให้สร้างตัวกรองที่ใช้งานอยู่ของลำดับใดๆ ในลักษณะนี้ เนื่องจากกระแสในวงจรอินพุตของรีพีตเตอร์มีขนาดเล็กมาก จึงดูเหมือนว่าองค์ประกอบตัวกรองสามารถเลือกให้มีขนาดกะทัดรัดมากได้ นั่นหมดแล้วหรือ? ลองนึกภาพว่าโหลดตัวกรองเป็นตัวต้านทาน 100 โอห์ม คุณต้องการสร้างตัวกรองความถี่ต่ำผ่านลำดับแรกที่ประกอบด้วยคอยล์เดี่ยว ที่ความถี่ 100 Hz คะแนนคอยล์ควรเป็นเท่าใด? คำตอบ: 159 mH. กะทัดรัดขนาดไหน? และสิ่งสำคัญคือความต้านทานโอห์มมิกของคอยล์ดังกล่าวสามารถเทียบได้กับโหลด (100 โอห์ม) ดังนั้นเราจึงต้องลืมตัวเหนี่ยวนำในวงจรตัวกรองที่ใช้งานอยู่ ไม่มีทางอื่นเลย

ตัวกรองลำดับแรก

สำหรับตัวกรองลำดับแรก (รูปที่ 1) ฉันจะให้สองตัวเลือกสำหรับการใช้งานวงจรของตัวกรองแบบแอคทีฟ - ด้วย op-amp และตัวติดตามตัวปล่อยบนทรานซิสเตอร์ n-p-n และหากจำเป็นคุณจะเลือกว่าจะเลือกอันไหน ให้คุณทำงานได้ง่ายขึ้น ทำไมต้อง n-p-n? เนื่องจากมีมากกว่านั้น และเพราะมีสิ่งอื่นๆ ที่เท่าเทียมกัน ในการผลิตจึงออกมาค่อนข้าง "ดีกว่า" ทำการจำลองสำหรับทรานซิสเตอร์ KT315G ซึ่งอาจเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพียงตัวเดียวซึ่งมีราคาเท่ากับหนึ่งในสี่ของศตวรรษที่ผ่านมา - 40 โกเปคจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ที่จริงแล้ว คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ npn ใดก็ได้ที่มีอัตราขยาย (h21e) ไม่ต่ำกว่า 100 มากนัก

ข้าว. 1. สั่งซื้อตัวกรองความถี่สูงผ่านลำดับแรก

// ลำดับตัวกรองและความชันของจุดตัดคืออะไร?

ลำดับตัวกรองและความชันของจุดตัดคืออะไร

สวัสดีทุกคน!

ในวิดีโอนี้ เราจะตอบคำถามว่าลำดับตัวกรองและความชันของจุดตัดคืออะไร มาดูกัน

สำหรับผู้ที่ไม่สามารถดูวิดีโอได้ มีเวอร์ชันข้อความ:

วันนี้เราจะมาพูดคุยกับคุณเกี่ยวกับความชันของจุดตัด ลำดับตัวกรอง และอื่นๆ คุณคงเคยเห็นการบันทึกเช่นนี้หลายครั้งแล้ว สมมุติว่าในคู่มือของเครื่องขยายเสียงที่ตัวกรองอยู่ที่ 12 dB ต่อออคเทฟ หรือ 24 dB ต่อออคเทฟ หรือว่าเป็นตัวกรองลำดับที่หนึ่งหรือลำดับที่สอง มาคุยกันเถอะ กับคุณว่ามันคืออะไร

อันดับแรก มาดูกันว่าตัวกรองของเราทำงานอย่างไรโดยหลักการ

เหล่านั้น. ในภาพ คุณเห็นการตอบสนองความถี่ ในระดับแนวตั้ง เรามีแอมพลิจูดเป็น dB และในระดับแนวนอน ความถี่จะเป็น Hz สมมติว่าเราต้องตัดบางช่วงออกไป เช่น ตอบสนองความถี่มิดเบสแล้วพูดว่า 80Hz และเราต้องตัดสิ่งนี้ออก แล้วเราก็ตัดมันด้วยแอมพลิฟายเออร์หรือครอสโอเวอร์แบบพาสซีฟ ครอสโอเวอร์แบบแอคทีฟ โปรเซสเซอร์ อะไรก็ได้ และเราก็ได้รับคำตอบแบบนี้ คุณต้องเข้าใจว่าตัวกรองไม่ได้ตัดในแนวตั้ง ถ้าเราตัดที่ 80 Hz ไม่มีอะไรเล่นด้านล่าง - ไม่มีการเล่น ตัวกรองแต่ละตัวจะตัดด้วยความชันที่แน่นอน คุณจะมองเห็นได้อย่างชัดเจนว่าความชันคืออะไร

เป็นตัวเลขระบุดังนี้:

นอกจากนี้ยังมีคำสั่งซื้อที่สูงกว่า แต่มีการใช้น้อยกว่า สิ่งสำคัญคือสิ่งนี้

ทีนี้มาทำความเข้าใจกับคุณว่าอ็อกเทฟคืออะไรและโดยทั่วไปสัญกรณ์นี้หมายถึงอะไร

เพื่อนของฉัน ถ้าเราจินตนาการ นี่คือสเกลของเรา การเปลี่ยนแปลงความถี่ 2 ครั้งจะเป็นอ็อกเทฟ 40Hz-80Hz คืออ็อกเทฟ จาก 80 เป็น 160 เป็นอ็อกเทฟ จาก 160 เป็น 320 เป็นอ็อกเทฟ

ทีนี้ลองดูว่ารายการนี้หมายถึงอะไร สมมติว่าเรามีตัวกรองลำดับแรก 6dB/อ็อกเทฟ สมมติว่าสัญญาณของเราอยู่ที่ 120dB จากนั้นเราลดอ็อกเทฟลง และปรากฏว่าที่ 40Hz เราจะมีค่าต่ำกว่า 6dB กล่าวคือ จะเป็น 114db. ดังนั้นฉันจึงตัดตัวกรองลำดับแรกออก หากเราตัดด้วยตัวกรองลำดับที่สองเราจะได้ - 12 dB เช่น จะเป็น 108 เดซิเบล เพื่อให้เข้าใจว่าสิ่งนี้มีค่ามากหรือน้อยเพียงใด และตัวกรองตัดอย่างจริงจังเพียงใด คุณเพียงแค่ต้องจินตนาการว่า 3 dB คือ 2 เท่า, 6 dB จากต้นฉบับคือ 4 เท่า เป็นต้น เหล่านั้น. แม้แต่ตัวกรองออคเทฟ 6 เดซิเบลต่อออคเทฟก็ทำให้เสียงออคเทฟต่ำลง 4 เท่าเงียบขึ้น เหล่านั้น. คุณต้องเข้าใจว่ายิ่งลำดับของตัวกรองสูงเท่าไรก็ยิ่งตัดได้ดีขึ้นเท่านั้น ตัวกรองก็จะตัดทุกสิ่งที่อยู่ในช่วงการทำงานของตัวกรองนี้อย่างเข้มงวดยิ่งขึ้น นั่นคือ ถ้าเรามีตัวกรองผ่านสูงแบบนี้คือ ความจริงที่ว่ามันตัดจากด้านล่างหมายความว่ามันจะตัดทุกสิ่งที่อยู่ด้านล่างด้วยความชันของการตัด หากเรากำลังพูดถึงการส่งผ่านต่ำนั่นคือ ตัวกรองที่ตัดจากด้านบนหมายความว่าทุกสิ่งที่อยู่เหนือตัวกรองจะถูกตัดออกโดยสิ้นเชิงตามกฎหมายเดียวกัน ตัวกรองใดใช้ที่ไหน ใช้อย่างไร ข้อดี ข้อเสีย และข้อเสียของตัวกรองแต่ละตัวคืออะไร เราพูดถึงทั้งหมดนี้ใน "เครื่องเสียงรถยนต์จาก A ถึง Z" แบบเข้มข้น ซึ่งเราจะมีเร็วๆ นี้ มาที่นั่นและ ที่นั่นคุณจะได้เรียนรู้ทุกสิ่งด้วยรายละเอียดมากขึ้น แต่สำหรับวิดีโอภาพรวม ฉันคิดว่ามันเพียงพอแล้ว นั่นคือทั้งหมดที่ Sergey Tumanov อยู่กับคุณ หากวิดีโอมีประโยชน์สำหรับคุณ ยกนิ้วขึ้น สมัครรับข้อมูลช่องของเรา แบ่งปันวิดีโอนี้กับเพื่อน ๆ ของคุณและมาที่หลักสูตรเร่งรัดของเรา ฉันยินดีที่จะพบคุณทุกคน ลาก่อนทุกคน เจอกัน!

6.5.2.1. ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน

ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านเป็นวงจรที่ส่งสัญญาณความถี่ต่ำโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง และที่ความถี่สูงจะรับประกันการลดทอนของสัญญาณและความล่าช้าของเฟสที่สัมพันธ์กับสัญญาณอินพุต

ฟิลเตอร์พาสซีฟลำดับแรกแบบพาสซีฟ

รูปที่ 2.25 แสดงวงจรของตัวกรอง RC ผ่านความถี่ต่ำลำดับแรกอย่างง่าย ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านในรูปแบบที่ซับซ้อนสามารถแสดงได้โดยสูตร:

. (2.45)
ข้าว. 2.25 จากที่นี่ เราได้สูตรสำหรับการตอบสนองความถี่และการตอบสนองเฟส

, . (2.46)

เมื่อใส่สิ่งนี้เราจะได้นิพจน์สำหรับความถี่คัตออฟ ωสอาร์

การเปลี่ยนเฟสที่ความถี่นี้คือ – 450
- เค | = 1 = 0 dB ที่ความถี่ต่ำ ฉ<< ฉคร .
ที่ความถี่สูง ฉ >> เอฟซี P ตามสูตร (2.46), | เค | อยู่ที่ 1/ (ωRC)
เหล่านั้น. ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านจะแปรผกผันกับความถี่ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น 10 เท่า อัตราขยายจะลดลง 10 เท่า กล่าวคือ ลดลง 20 เดซิเบลต่อทศวรรษ หรือ 6 เดซิเบลต่ออ็อกเทฟ - เค | = 1/√2 = -3dB ที่ ฉ= เอฟซีพี .
เพื่อลดเกนได้รวดเร็วยิ่งขึ้น สามารถเชื่อมต่อฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำผ่านแบบอนุกรมได้ เมื่อมีการเชื่อมต่อตัวกรองความถี่ต่ำผ่านหลายตัวแบบอนุกรม ความถี่คัตออฟจะถูกกำหนดโดยประมาณเป็น

. (2.48)

สำหรับกรณีของตัวกรอง n ตัวที่มีความถี่คัตออฟเท่ากัน

ที่ความถี่อินพุต ฉวีเอ็กซ์>> ฉเอสอาร์สำหรับวงจร (รูปที่ 2.25) ที่เราได้รับ

. (2.50)

จาก 2.50 เป็นที่ชัดเจนว่าตัวกรองความถี่ต่ำผ่านสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงได้
สำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีส่วนประกอบคงที่ แรงดันเอาต์พุตสามารถแสดงเป็น

, (2.51)

ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ไหน
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านสามารถทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับค่าเฉลี่ยได้
หากต้องการใช้แนวทางทั่วไปในการอธิบายตัวกรอง จำเป็นต้องทำให้ตัวแปรที่ซับซ้อนเป็นมาตรฐาน ร.

. (2.52)

สำหรับกรองรูป 2.25 เราได้ P = รอาร์ซีและ

ฉันใช้ฟังก์ชันถ่ายโอนเพื่อประมาณความกว้างของสัญญาณเอาท์พุตเทียบกับความถี่ที่เราได้รับ

. (2.54)

ฟังก์ชันถ่ายโอนตัวกรองความถี่ต่ำผ่านโดยทั่วไปสามารถเขียนได้เป็น

, (2.55)

ที่ไหน ค1, s2 ,…,สnเป็นสัมประสิทธิ์จำนวนจริงบวก
ลำดับของตัวกรองถูกกำหนดโดยกำลังสูงสุดของตัวแปร P ในการใช้ตัวกรอง จำเป็นต้องแยกตัวประกอบพหุนามตัวส่วน ถ้าในบรรดารากของพหุนามนั้นมีรากที่ซับซ้อน ในกรณีนี้ ควรเขียนพหุนามเป็นผลคูณของตัวประกอบลำดับที่สอง

ที่ไหน กฉันและ สองเป็นสัมประสิทธิ์จำนวนจริงบวก สำหรับลำดับคี่ของพหุนาม ค่าสัมประสิทธิ์ ข1 เท่ากับศูนย์

ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านที่ใช้งานอยู่ในลำดับแรก

ตัวกรองอย่างง่ายดังแสดงในรูป 2.26 มีข้อเสีย คือ คุณสมบัติของไส้กรองขึ้นอยู่กับโหลด เพื่อกำจัดข้อเสียเปรียบนี้ จะต้องเสริมตัวกรองด้วยตัวแปลงอิมพีแดนซ์ วงจรตัวกรองที่มีตัวแปลงอิมพีแดนซ์จะแสดงในรูปที่ 1 2.27. สามารถตั้งค่าสัมประสิทธิ์การส่งสัญญาณคงที่ได้โดยการเลือกค่าของตัวต้านทาน R2 และ R3

เพื่อให้วงจรกรองความถี่ต่ำผ่านง่ายขึ้น คุณสามารถใช้วงจร RC เพื่อป้อนกลับออปแอมป์ได้ ตัวกรองที่คล้ายกันจะแสดงในรูป 2.27.

ข้าว. 2.26 รูป. 2.27

ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนตัวกรอง (รูปที่ 2.27) มีรูปแบบ

. (2.58)

ในการคำนวณตัวกรอง คุณต้องตั้งค่าความถี่จุดตัด ฉเอสอาร์ (ω เอสอาร์) ค่าสัมประสิทธิ์การส่งสัญญาณคงที่ K0 (สำหรับวงจรในรูปที่ 2.27 จะต้องระบุด้วยเครื่องหมายลบ) และความจุของตัวเก็บประจุ C1 เราได้รับค่าสัมประสิทธิ์ของฟังก์ชันถ่ายโอนผลลัพธ์ที่เท่ากันกับค่าสัมประสิทธิ์ของนิพจน์ 2.56 สำหรับตัวกรองลำดับที่หนึ่ง

และ . (2.59)

ตัวกรองพาสซีฟโลว์พาสอันดับสอง

. (2.60)

ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนดังกล่าวไม่สามารถรับรู้ได้โดยใช้วงจร RC แบบพาสซีฟ ตัวกรองดังกล่าวสามารถใช้งานได้โดยใช้ตัวเหนี่ยวนำ ในรูป รูปที่ 2.28 แสดงวงจรกรองพาสซีฟโลว์พาสลำดับที่สอง
ฟังก์ชั่นถ่ายโอนตัวกรองมีรูปแบบ
. (2.61)
คุณสามารถคำนวณตัวกรองโดยใช้สูตร
ข้าว. 2.28
และ . (2.62)
ตัวอย่างเช่น สำหรับตัวกรองความถี่ต่ำผ่านลำดับที่สองของประเภท Butterworth ที่มีค่าสัมประสิทธิ์ ก1= 1.414 และ ข1 = 1.000 การตั้งค่าความถี่คัตออฟ ฉเอสอาร์= 10 Hz และความจุ C = 10 μF จาก (2.62) เราได้รับ R = 2.25 kOhm และ L = 25.3 H.
ตัวกรองดังกล่าวไม่สะดวกในการใช้งานเนื่องจากการเหนี่ยวนำสูงเกินไป ฟังก์ชันการถ่ายโอนที่กำหนดสามารถรับรู้ได้ด้วยความช่วยเหลือของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานที่มีวงจร RC ที่เหมาะสม ซึ่งช่วยลดการเหนี่ยวนำ

ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านที่ใช้งานลำดับที่สอง

ตัวอย่างของตัวกรองความถี่ต่ำผ่านลำดับที่สองที่ใช้งานอยู่คือตัวกรองที่มีการป้อนกลับเชิงลบที่ซับซ้อนซึ่งวงจรดังแสดงในรูปที่ 1 2.29.
ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของตัวกรองนี้มีรูปแบบ

ข้าว. 2.29
หากต้องการคำนวณตัวกรอง คุณสามารถเขียนได้

,
, (2.63)

เมื่อคำนวณวงจรจะเป็นการดีกว่าถ้าตั้งค่าความจุของตัวเก็บประจุและคำนวณค่าความต้านทานที่ต้องการ

.
, (2.64)
.

เพื่อให้ค่าความต้านทาน R2 ถูกต้อง ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข

บ้าน » น้ำยาเช็ดกระจก » ครอสโอเวอร์กรองคำสั่ง - บนนิ้ว อุปกรณ์ตรวจวัดแบบแอนะล็อก ตัวกรองแบบแอคทีฟลำดับที่ 3 พร้อมการคำนวณ