Hvad er højpasfilter?

"Et højpassfilter er det modsatte af lavpasfilterkredsløbet, da de to komponenter er blevet udskiftet med filtrets udgangssignal, der nu tages fra tværs over modstanden wher som lavpasfilteret kun tilladte signaler at passere under dets afskæringsfrekvenspunkt, ƒc, passivt højpasfilterkredsløb som navnet antyder, passerer kun signaler over det valgte afskæringspunkt, ƒc eliminerer alle lavfrekvenssignaler fra bølgeformen. ----- FMUSER"

Indhold

1) High Pass-filterkredsløbet

2) Frekvensrespons for et højordefilter fra 1. ordre

3) Afskåret frekvens og faseforskydning

4) High Pass-filtereksempel nr. 1

5) Andenordens højpasfilter

6) High Pass-filteroversigt

7) RC Differentiator

High Pass-filterkredsløbet

I dette kredsløbsarrangement er kondensatorens reaktion meget høj ved lave frekvenser, så kondensatoren fungerer som et åbent kredsløb og blokerer alle indgangssignaler ved VIN, indtil afskæringsfrekvenspunktet (ƒC) er nået. 

Ovenfor dette afskæringsfrekvenspunkt er kondensatorens reaktion reduceret tilstrækkeligt til nu at fungere mere som en kortslutning, der tillader, at alt indgangssignalet passerer direkte til udgangen, som vist nedenfor i filterens responskurve.

Se også: >> Hvad er lavpasfilter, og hvordan oprettes et lavpasfilter? 

Frekvensrespons for et højordefilter fra 1. ordre

Bode-plottet eller frekvensresponskurven ovenfor for et passivt højpassfilter er det modsatte af det for et lavpasfilter. Her dæmpes eller dæmpes signalet ved lave frekvenser, hvor udgangen stiger ved + 20dB / tiår (6dB / Octave), indtil frekvensen når afskæringspunktet (ƒc), hvor igen R = Xc. 

Den har en responskurve, der strækker sig ned fra uendeligt til afskæringsfrekvensen, hvor udgangsspændingsamplituden er 1 / √2 = 70.7% af indgangssignalværdien eller -3dB (20 log (Vout / Vin)) af indgangen værdi.

Vi kan også se, at fasevinklen (Φ) af udgangssignalet LEADER indgangssignalet og er lig med + 45o ved frekvensen ƒc. Frekvensresponskurven for dette filter indebærer, at filteret kan videregive alle signaler til uendelig. I praksis udvides imidlertid filterresponsen ikke til uendelig, men er begrænset af de elektriske egenskaber af de anvendte komponenter.

Afskæringsfrekvenspunktet for et førsteordens højpasfilter kan findes ved hjælp af den samme ligning som lavpasfilteret, men ligningen for faseskiftet ændres lidt for at tage højde for den positive fasevinkel som vist nedenfor.

Se også: >> Hvordan designes et lavpasfilter - subwoofer?

Afskåret frekvens og faseforskydning

 

Kredsløbsforstærkningen, Av, der er angivet som Vout / Vin (størrelse) og beregnes som:

High Pass-filtereksempel nr. 1
Beregn cut-off- eller “breakpoint” -frekvensen (ƒc) for et simpelt passivt højpassfilter bestående af en 82pF kondensator, der er forbundet i serie med en 240 kΩ modstand.

Andenordens højpasfilter
Igen som ved lavpasfiltre kan højpasfiltertrin kaskades sammen for at danne et andet ordens (to-polet) filter som vist.

 

Ovenstående kredsløb bruger to førsteordens filtre, der er tilsluttet eller kaskaderet sammen til dannelse af et andet orden eller to-polet højpasnetværk. Derefter kan et førsteordens filtertrin konverteres til en andenordens type ved blot at bruge et ekstra RC-netværk, det samme som for 2. ordens lavpasfilter. Det resulterende andenordens højpasfilterkredsløb vil have en hældning på 40 dB / årti (12dB / oktav).

Som med lavpasfilteret bestemmes afskæringsfrekvensen, ƒc af både modstande og kondensatorer som følger.

I praksis er det vanskeligt at implementere sammenhængende passive filtre til produktion af filtre med større orden nøjagtigt, da den dynamiske impedans for hver filterordre påvirker dets tilstødende netværk. For at reducere belastningseffekten kan vi imidlertid gøre impedansen for hvert efterfølgende trin 10x til det foregående trin, så R2 = 10 * R1 og C2 = 1 / 10th af C1.

Se også: >> Lavpasfiltre: Det er hvad du har, og du gør med det! 

High Pass-filteroversigt
Vi har set, at det passive højpasfilter er det modsatte af lavpasfilteret. Dette filter har ingen udgangsspænding fra DC (0Hz), op til et specificeret afskæringsfrekvens (ƒc) punkt. Dette lavere afskæringsfrekvenspunkt er 70.7% eller -3dB (dB = -20 log VOUT / VIN) af den spændingsforstærkning, der får lov til at passere.

Frekvensområdet “under” dette afskæringspunkt ƒc er generelt kendt som Stop Band, mens frekvensområdet “over” dette afskæringspunkt er almindeligt kendt som Pass Band.

Afskæringsfrekvensen, hjørnefrekvensen eller -3dB-punktet for et højpasfilter kan findes ved hjælp af standardformlen: ƒc = 1 / (2πRC). Fasevinklen for det resulterende udgangssignal ved ƒc er + 45o. Generelt er højpasfilteret mindre forvrænget end dets ækvivalente lavpasfilter på grund af de højere driftsfrekvenser.

En meget almindelig anvendelse af denne type passive filter er i lydforstærkere som en koblingskondensator mellem to lydforstærkertrin og i højttalersystemer for at dirigere højfrekvenssignalerne til de mindre "tweeter" -typehøjttalere, mens de lavere bassignaler blokeres eller er bruges også som filtre til at reducere enhver lavfrekvent støj eller "rumble" type forvrængning. 

Når det bruges som dette i lydapplikationer kaldes high pass-filter undertiden et “low-cut” eller “bas cut” -filter.

Udgangsspændingen Vout afhænger af tidskonstanten og frekvensen af ​​indgangssignalet som tidligere set. Med et AC-sinusformet signal, der påføres kredsløbet, opfører det sig som et enkelt 1. ordens højpasfilter. Men hvis vi ændrer indgangssignalet til signalet fra et "firkantet bølgeformet" signal, der har en næsten lodret trinindgang, ændres kredsløbets respons dramatisk og producerer et kredsløb kendt som en differentiator.

Se også: >> Grundlæggende vejledning om RF-filter 

RC Differentiator

Indtil nu antages, at indgangsbølgeformen til filteret antages at være sinusformet eller den for en sinusbølge, der består af et grundlæggende signal og nogle harmonikker, der fungerer i frekvensområdet, hvilket giver os et frekvensdomænerespons for filteret. Hvis vi imidlertid fodrer High Pass-filteret med et firkantbølgesignal, der fungerer i tidsdomænet, hvilket giver en impuls- eller trinresponsindgang, vil outputbølgeformen bestå af kortvarig puls eller pigge som vist.

RC Differentiator Circuit

Hver cyklus af kvadratbølgeinputbølgeformen producerer to spidser ved udgangen, en positiv og en negativ, og hvis amplitude er lig med indgangssignalet. Nedbrydningshastigheden for piggene afhænger af tidskonstanten, (RC) -værdien for begge komponenter, (t = R x C) og værdien af ​​inputfrekvensen. Udgangspulserne ligner mere og mere formen af ​​indgangssignalet, når frekvensen øges.

Du kan også lide:

Hvad er forskellen mellem AM-og FM?

Hvad er FM (Frequency Modulation)?

Hvad er forskellene mellem am og FM radiosignaler?

Frekvensskiftmodulation Fordele & Ulemper

AM-modtager vs FM-modtager | Forskel mellem AM-modtager og FM-modtager

Læg en besked 

Message List