Hva er høypassfilter?

"Et høypassfilter er nøyaktig motsatt av lavpasfilterkretsen, da de to komponentene er blitt ombyttet med filterutgangssignalet som nå blir hentet fra over motstanden wher som lavpassfilteret bare tillot signaler å passere under dets avskjæringsfrekvenspunkt, ƒc, passerer den passive høypassfilterkretsen som navnet tilsier, bare signaler over det valgte avskjæringspunktet, ƒc eliminerer alle lavfrekvenssignaler fra bølgeformen. ----- FMUSER"

Innhold

1) High Pass-filterkretsen

2) Frekvensrespons for et høypassfilter fra 1. ordre

3) Avskåret frekvens og faseforskyvning

4) Eksempel på høy passfilter nr. 1

5) Andre ordens høypassfilter

6) High Pass Filter Sammendrag

7) RC Differensiereren

High Pass-filterkretsen

I dette kretsarrangementet er reaktansen til kondensatoren veldig høy ved lave frekvenser, så kondensatoren fungerer som en åpen krets og blokkerer alle inngangssignaler ved VIN til avskjæringsfrekvenspunktet (ƒC) er nådd. 

Over dette avskjæringsfrekvenspunktet har reaktansen til kondensatoren redusert tilstrekkelig til å nå virke mer som en kortslutning slik at alt inngangssignalet kan passere direkte til utgangen som vist nedenfor i filterens responskurve.

Se også: >> Hva er lavpassfilter og hvordan bygge et lavpassfilter? 

Frekvensrespons for et høypassfilter fra 1. ordre

Bode-plottet eller frekvensresponsskurven ovenfor for et passivt høypassfilter er det motsatte av det for et lavpassfilter. Her blir signalet dempet eller dempet ved lave frekvenser med utgangen økende ved + 20dB / tiår (6dB / oktav) til frekvensen når avskjæringspunktet (ƒc) hvor igjen R = Xc. 

Den har en responskurve som strekker seg ned fra uendelig til avskjæringsfrekvens, der utgangsspenningsamplituden er 1 / √2 = 70.7% av inngangssignalverdien eller -3dB (20 log (Vout / Vin)) av inngangen verdi.

Vi kan også se at fasevinkelen (Φ) til utgangssignalet fører den til inngangen og er lik + 45o ved frekvensen ƒc. Frekvensresponsskurven for dette filteret innebærer at filteret kan overføre alle signaler til uendelig. I praksis strekker filterresponsen seg imidlertid ikke til uendelig, men er begrenset av de elektriske egenskapene til komponentene som brukes.

Avskjæringsfrekvenspunktet for et førsteordens høypassfilter kan bli funnet ved å bruke den samme ligningen som lavpassfilteret, men ligningen for faseforskyvningen modifiseres litt for å gjøre rede for den positive fasevinkelen som vist nedenfor.

Se også: >> Hvordan lage et lavpassfilter - subwoofer?

Avskåret frekvens og faseforskyvning

 

Kretsforsterkningen, Av som er gitt som Vout / Vin (størrelse) og beregnes som:

Eksempel på høy passfilter nr. 1
Beregn avskjærings- eller “breakpoint” -frekvensen (ƒc) for et enkelt passivt høypassfilter bestående av en 82pF kondensator som er seriekoblet med en 240 kΩ motstand.

Andre ordens høypassfilter
Igjen, som med lavpassfilter, kan høypassfiltertrinnene kaskaderes sammen for å danne et andreordens (to-polet) filter som vist.

 

Ovennevnte krets bruker to førsteordens filtre koblet eller kaskadert sammen for å danne et andreordens eller to-polet høyt passnettverk. Da kan et førsteordens filtertrinn konverteres til en andreordens type ved å bruke et ekstra RC-nettverk, det samme som for andreordens lavpassfilter. Den resulterende andreordens høypassfilterkrets vil ha en helning på 2dB / tiår (40dB / oktav).

Som med lavpassfilteret, bestemmes avkoblingsfrekvensen, ƒc av både motstandene og kondensatorene som følger.

I praksis er det vanskelig å implementere sammenfallende passive filtre for å produsere filtre med større ordre nøyaktig ettersom den dynamiske impedansen for hver filterrekkefølge påvirker det nærliggende nettverket. For å redusere lasteeffekten kan vi imidlertid gjøre impedansen for hvert følgende trinn 10x forrige trinn, så R2 = 10 * R1 og C2 = 1 / 10th av C1.

Se også: >> Lavpassfilter: Det er det du har og du gjør med det! 

High Pass Filter Sammendrag
Vi har sett at det passive høypassfilteret er det motsatte av lavpassfilteret. Dette filteret har ingen utgangsspenning fra DC (0Hz), opp til et spesifisert avskjæringsfrekvens (ƒc). Dette nedre avskjæringsfrekvenspunktet er 70.7% eller -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) av spenningsforsterkningen som får passere.

Frekvensområdet “under” dette avskjæringspunktet ƒc er vanligvis kjent som Stop Band, mens frekvensområdet “over” dette avskjæringspunktet er generelt kjent som Pass Band.

Avskjæringsfrekvensen, hjørnefrekvensen eller -3dB-punktet til et høytpassfilter kan bli funnet ved å bruke standardformelen for: ƒc = 1 / (2πRC). Fasevinkelen til det resulterende utgangssignalet ved ƒc er + 45o. Generelt er høypassfilteret mindre forvrengt enn dets ekvivalente lavpassfilter på grunn av de høyere driftsfrekvensene.

En veldig vanlig anvendelse av denne typen passive filter er i lydforsterkere som en koblingskondensator mellom to lydforsterkertrinn og i høyttalersystemer for å dirigere signalene med høyere frekvens til de mindre “tweeter” -høyttalerne mens du blokkerer de lavere bass-signalene brukes også som filtre for å redusere lav frekvensstøy eller forvrengning av "rumble" -type. 

Når det brukes slik i lydapplikasjoner, kalles high pass-filter noen ganger et “low-cut”, eller “bass cut” -filter.

Utgangsspenningen Vout avhenger av tidskonstanten og frekvensen til inngangssignalet som tidligere sett. Med et AC-sinusformet signal på kretsen oppfører det seg som et enkelt 1. ordens høypassfilter. Men hvis vi endrer inngangssignalet til signalet fra et “firkantet bølgeformet signal” som har en nærmest vertikal trinninngang, endres responsen fra kretsen dramatisk og produserer en krets kjent som en Differensiator.

Se også: >> RF Filter Grunnleggende opplæring 

RC Differensiereren

Frem til nå har inngangsbølgeformen til filteret antatt å være sinusformet eller den for en sinusbølge som består av et grunnleggende signal og noen harmonikker som fungerer i frekvensområdet, noe som gir oss et frekvensdomen svar på filteret. Imidlertid, hvis vi mater High Pass-filteret med et Square Wave-signal som opererer i tidsdomenet og gir en impuls- eller trinnresponsinngang, vil utgangsbølgeformen bestå av kortvarig puls eller pigger som vist.

RC Differentiator Circuit

Hver syklus av inngangsbølgeformen for kvadratbølgen produserer to pigger ved utgangen, en positiv og en negativ, og hvis amplitude er lik den for inngangen. Nedbrytningshastigheten til piggene avhenger av tidskonstanten, (RC) -verdien for begge komponentene, (t = R x C) og verdien av inngangsfrekvensen. Utgangspulsene ligner mer og mer på formen til inngangssignalet når frekvensen øker.

Kan hende du også liker:

Hva er forskjellen mellom AM og FM?

Hva er FM (frekvensmodulering)?

Hva er forskjellene mellom AM og FM radiosignaler?

Frekvensmodulasjon Fordeler og ulemper

AM-mottaker vs FM-mottaker | Forskjell mellom AM-mottaker og FM-mottaker

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste