Filtr górnoprzepustowy (ang. high-pass filter) - (nazwy: filtr dolnozaporowy, low-cut filter, bass-cut filter, nie są prawidłowe, nie występują w literaturze) układ elektroniczny bądź algorytm, który przepuszcza sygnały sinusoidalne oraz składowe widmowe złożonych sygnałów o częstotliwościach powyżej określonej częstotliwości granicznej, a tłumi składowe leżące .Filtr dolnoprzepustowy (ang. low-pass filter) - (nazwy: filtr górnozaporowy, high-cut filter, treble-cut filter nie są prawidłowe) układ elektroniczny, akustyczny lub inny element przetwarzający sygnał (np. odpowiedni algorytm), który przepuszcza częstotliwości sygnału poniżej ustalonej częstotliwości granicznej (pasmo przepustowe filtru), a tłumi składowe widma leżące w .2.1. Filtr górnoprzepustowy Na rys.2 przedstawiono układ filtru aktywnego górnoprzepustowego realizowanego w strukturze układu z rys.1. WY C4 R3 C2 TL061 2 3 4 7 6-E R5 WE R6 C1 +E Rys.2. Filtr aktywny górnoprzepustowy Transmitancja filtru górnoprzepustowego II rz ędu z rys.2 ma posta ć: () 2 4 2 4 3 6 2 4 1 3 2 2 1 1 1 C C C C R R C C .1 1 Charakterystyka amplitudowa i fazowa filtru aktywnego Charakterystyka amplitudowa (wzmocnienie amplitudowe) K u (f) jest to stosunek amplitudy sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego w funkcji częstotliwości. K f = [V/V] (1) gdzie: Uwym(f) [V] i Uwem(f) [V] oznaczają wartości maksymalne napięcia wyjściowego i wejściowego, czyli amplitud.EL_w08 1 Filtry elektroniczne sygnałów ciągłych - cz.1 • Wprowadzenie • Podstawowe pojęcia • Klasyfikacje, charakterystyki częstotliwościowe filtrów • Właściwości filtrów w dziedzinie czasu • Realizacje elektroniczne filtrów (aktywne RC, SC) • Metody i narzędzia do projektowania filtrówCharakterystyki częstotliwościowe modułu (amplitudową) i przesunięcia fazowego (fazową) przedstawiono na rysunku.
Pulsacja graniczna lub częstotliwość graniczna fg filtru to taka wartość lub f, przy której moduł.
jest równy .d. pomierz charakterystykę amplitudową i charakterystykę fazową badanego filtru, zmieniając częstotliwość, co 00Hz w przedziale Hz. W przedziale khz 9kHz częstotliwość zmieniaj co khz. Przy pomiarze charakterystyki amplitudowej wysokość sygnału wejściowego ustawiaj (kanał CH ) pokrętłem generatora dokładnie na 5V.Rys. Logarytmiczne charakterystyki częstotliwościowe współczynnika tłumienia filtru górnoprzepustowego prezentowane w neperach (a) i decybelach (k) Jeżeli przy określonej częstotliwości f na wejście filtru podawany jest sygnał o amplitudzie U1, a na2) Dla filtru górnoprzepustowego rz ędu II nale Ŝy: a) Wyznaczy ć charakterystyki amplitudowo-cz ęstotliwo ściowe dla identycznych stałych czasowych w obu stopniach τ1 = τ2 oraz dla relacji τ1 = 10 τ2. b) Przeprowadzi ć kompensacj ę ujemnego przerzutu impulsu odpowiedzi, dla- filtr górnoprzepustowy, GP (ang. High-Pass filter), przepuszczający wysokie częstotliwości a tłumiący niskie. Charakterystyka filtru dolnoprzepustowego 1-szego rzędu Filtry możemy podzielić ze względu na ich realizację na filtry pasywne oraz aktywne.Filtr górnoprzepustowy jest układem przenoszącym wielkie częstotliwości bez zmian, a powodujący tłumienie sygnałów o małej częstotliwości.
Najprostszy układ filtru górnoprzepustowego RC przedstawiono na rysunku poniżej.
Rys.5. Fitr górnoprzepustowy Charakterystykę częstotliwościowa i przesunięcia fazowego otrzymamy ze wzoru.Witam. Dlaczego charakterystyka tego filtra wygląda jak dla dolnoprzepustowego, skoro jest to górnoprzepustowy? Dolnoprzepustowy ma zamiast C1 rezystor i dodatkowo z R2 równolegle należy dodać pojemność. Gdy symuluje taki układ to charakterystyka się poprawnie wykreśla a tutaj dzieje się .a - charakterystyka tłumienia b - charakterystyka przesunięcia Obok impedancje falowe. Charakterystyki cz ęstotliwo ściowe filtru górnoprzepustowego typu k a - charakterystyka tłumienia b - charakterystyka przesunięcia Obok impedancje falowe. Charakterystyki cz ęstotliwo ściowe filtru pasmowego typu k a - charakterystyka tłumieniaPrzerysować rodzinę charakterystyk (wszystkie charakterystyki na jednym wykresie), zapisywać częstotliwość graniczną. 10.3.5. Ustawienie częstotliwości granicznej w filtrze górnoprzepustowym CR Dla filtru górnoprzepustowego CR ustawić: R = 1000 Ω, C = 0.1 μF Przerysować przebieg, zapisać dane.Charakterystyki częstotliwościowe dzielimy na amplitudowe i fazowe. Określają one jak zmienia się amplituda i faza sygnału po przejściu przez obwód (np. filtr). Na rysunku poniżej przedstawiono schemat filtru górnoprzepustowego RC:Przykład górnoprzepustowego aktywnego filtra przedstawiono na rysunku obok.
Filtr taki bazuje na wzmocnionych charakterystykach elementów RC.
Elementem aktywnym jest tutaj wzmacniacz operacyjny, który posiada odrębne zasilanie (nie pokazane dla czytelności rysunku), i który powoduje częściowe dostarczanie energii do filtrowanego układu.Filtry, podobnie jak każdy układ elektroniczny mają swoje parametry. Podstawowym parametrem jest częstotliwość graniczna filtru oznaczana symbolem Fg. Dla filtrów dolno i górnoprzepustowych definiowana jest jako taka częstotliwość przy której sygnał na wyjściu ma poziom mniejszy o 3dB (DECYBELE) od poziomu maksymalnego.Przykład charakterystyki przenoszenia filtru środkowoprzepustowego z zaznaczonymi częstotliwościami granicznymi: dolną (f L), górną (f H) i środkową (f 0). Na osi rzędnych zaznaczono amplitudę sygnału na wyjściu filtru odniesioną do tej na jego wejściu (w decybelach). Umowne granice pasma przyjęto dla spadku przenoszenia o 3 dB.Filtr górnoprzepustowy możemy otrzymać z filtru dolnoprzepustoweg zamieniając rezystory pojemnościami, a pojemności rezystorami. Schemat filtru górnoprzepustowego odpowiadający transmitancji (4.12) przedstawiono na rys. TABELA 1 Współczynniki a 1, b 1 dla różnych typów filtrów rzędu drugiego. Typ filtru a 1 b 1 1 1 a b QTransmitancja oraz charakterystyki amplitudowa i fazowa dla filtru górnoprzepustowego.
Filtr górnoprzepustowy zbudowany jest z kondensatora C i rezystora R.
Napięcie wejściowe filtru podawane jest między zaciski szeregowo połączonych rezystora i kondensatora. Napięcie wyjściowe to napięcie na rezystorze.Zbadać charakterystyką amplitudową filtru. Zbadać przenoszenie impulsów prostokątnych przez filtr. Projektowanie filtru górnoprzepustowego 3 rzędu o aproksymacji Bessela. Korzystając ze wzorów zamieszczonych w artykule Theodora Karatzasa Zaprojektować filtr górnoprzepustowy o częstotliwości granicznej równej #XHz. Rysunek 4.filtru górnoprzepustowego D0=10 D0=70. Obraz po filtracji, idealny filtr górnoprzepustowyD0=10. D0 Dodawanie składników o niższych częstotliwościach do charakterystyki filtru. Charakterystyka filtru w dziedzinie przestrzennej IF{H(u,v)}=h(x,y)Charakterystyka częstotliwościowa filtru górnoprzepustowego H hp (u,v) jest konstruowana na bazie charakterystyki dolnoprzepustowej H lp (u,v) jako H hp (u,v)=1- H lp (u,v). Wyprowadź wzór na charakterystykę gaussowskiego filtru górnoprzepustowego w dziedzinie przestrzennej.Przykład filtru Butterwortha, rząd trzeci Jaka jest transmitancja filtru Butterwortha rzędu N=3 z częstotliwościąodcięcia ?f c 1 Otrzymujemy : 1) cd 00 1aby filtr miałwzmocnienie 1 dla częstotliwości f 0 c 1 d 1 , c 2 d 2 aby charakterystyka filtru była maksymalnie płaska dla f 0 2) cc ctyp charakterystyki filtru - dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy, itp., częstotliwości graniczne filtru - zwykle wyznaczane za pomocą kryterium 3 dB1, charakterystyka amplitudowa filtru - zmiana tłumienia w funkcji częstotliwości, charakterystyka fazowa2 filtru - zmiana przesunięcia fazowego w funkcji częstotliwości,Chciałbym wykonać prosty układ, który ma filtr pasmowoprzepustowy sterowany napięciem.
Taki filtr to połączenie szeregowe filtru dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego, więc należy wykonać.
Najpierw należy doprecyzować wymagania stawiane filtrowi przez określenie żądanej charakterystyki amplitudowo-fazowej, a następnie zaprojektować strukturę filtru, która pozwoli je spełnić.szybkość opadania charakterystyki amplitudowej, poprzez określenie jej nachy-lenia. Dla wygody, w praktycznej realizacji filtrów, dla określenia tłumienności filtru stosuje się miarę logarytmiczną wyrażoną w decybelach. Wówczas zależ-ność na stromość opadania charakterystyki takiego filtru, wyrażona przez war-Rys.3. Układ do pomiaru wła ściwo ści filtru aktywnego 4. Obserwuj ąc stosunek napi ęć na wyj ściu i wej ściu układu okre śli ć cz ęstotliwo ść graniczn ą oraz stopie ń zafalowania charakterystyki amplitudowej filtru. Wyja śni ć ewentualne ró żnice pomi ędzy pomiarami a zało żeniami projektowymi.Amplitudowa i fazowa charakterystyka cz ęstotliwo ściowa górnoprzepustowego filtru aktywnego drugiego rz ędu (przy zało Ŝeniu ω 0 =const ). Celem uproszczenia projektu wprowadzi ć mo Ŝna nast ępuj ące zało Ŝenia:.
Brak komentarzy.