Filtreler iletişim alanında önemli bir rol oynar çünkü gürültüyü giderir ve performansın optimize edilmesine yardımcı olur. Filtrelerin telekomünikasyon sistemlerindeki uygulamaları yüksek frekanstan çok düşük frekansa kadar farklılık gösterecektir. Telefon hizmetleri içindeki kanalların seçimi, yüksek frekanslı BPF'ler için ana görevdir; veri edinimi kenar yumuşatma LPF'lerine bağlıdır. Performansı için alçak geçiş filtresi Devre ve aktif alçak geçiren filtre, devrenin kesme frekansını ve yüksek frekans performansını bilmek aktif filtre, pasif alçak geçiren filtre ve RC alçak geçiren filtrenin tasarımı için çok önemlidir. Basitçe aktif ve pasif bileşenlerle tanımlanan alçak geçiren filtreler, aktif alçak geçiren filtreler olarak bilinir. Bu makalede Sallen-Key Filtresi, devresi ve uygulamaları hakkında kısa bilgiler verilmektedir.

Sallen-Key Filtresi Nedir?

En popüler aktif ikinci dereceden analog filtre topolojisi, voltaj kontrol voltaj kaynağı olarak da adlandırılan Sallen Anahtar Filtresidir. Bunlar çok popülerdir çünkü konfigürasyonları op-amp performansına çok fazla bağlı olmadığını gösterecektir. Bunun temel nedeni işlemsel yükselteç işlemsel yükselticinin kazanç bant genişliği gereksinimlerini azaltan bir yükseltici olarak bağlanır. Sallen-Key filtresinin düşük bileşen yayılımı, yüksek giriş empedansı ve düşük çıkış empedansı vardır, bu da çeşitli filtrelerin ara tamponlar olmadan bağlanmasına olanak tanır.

Sallen Anahtar Filtre Devresi

Sallen anahtar filtresi, gereksiz frekansları bir ses sinyalinden filtrelemek için kullanılan bir elektronik devredir. Bu devre basitçe iki direnç, bir op-amp ve bir geri besleme döngüsü oluşturan iki kapasitör ile tasarlanmıştır. Bileşenlerin değerlerine bağlı olarak bu devre, alçak geçiren filtre ve Yüksek geçiren filtre . Burada Sallen anahtar alçak geçişli filtre devresi aşağıda tartışılmaktadır.

Sallen Anahtar Düşük Geçişli Filtre

Sallen-Key LPF'de RC bileşenlerinin doğru seçilmesiyle daha iyi filtre performansı elde edilebilir. Bu filtrenin temel özellikleri; Kararlı filtre çalışmasıyla voltaj amplifikasyonu ve voltaj kazancı kontrolü. Birlik kazancı için Sallen Key alçak geçiren filtre şematik diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Bu devrenin etkili bir şekilde seri bağlı iki RC filtre bölümü vardır; ancak ilk aşamada kapasitör çıkış üzerinden önyüklenir.

Sallen Anahtar Düşük Geçişli Filtre Devresi

İkinci dereceden bir LPS için genel transfer fonksiyonu (T.F) şöyledir:

H(s) = Kω² 0/S² + (ω0/Q)S+ ω² 0 —–(1)

Nerede:

'K' kazanç faktörüdür,

'ω0' radyan/s cinsinden karakteristik frekanstır.

“karşılaştırıcı olarak op amp ”

'Q' kalite faktörüdür.

S = jω.

2. dereceden Sallen-Key alçak geçiren filtre transfer fonksiyonu yukarıdaki genel denklemle aynı biçimde yazılabilir.

H(s) = (K/ R1R2 C1C2)/ S² +[( 1/R1+1/R2) 1/ C1 +(1- K/ R2C2]S + 1/ R1R2C1C2 —–(2)

Yukarıdaki iki denklemi eşitleyerek kesme frekansı ve kalite faktörü denklemlerini elde edebiliriz.

Sallen anahtar filtre denkleminin kesme frekansı fc = 1/2π√ R1R2 C1C2'dir.

Sallen Anahtar Filtresi 'Q'nun Q faktörü √R1R2 C1C2/ R1C1+R2C1+ R1C2 (1-K)'dir.

Kazanç denklemi, evirmeyen bir amplifikatöre benzer.

K = 1+ R3/R4

Benzer şekilde, bir Sallen anahtarlı yüksek geçiş filtresi değiştirilerek tasarlanabilir. kapasitörler yerine dirençler .

Sallen Anahtar Filtresi Nasıl Çalışır?

Sallen-Key topolojisi, filtrenin Q faktörünü kontrollü pozitif geri beslemeyle geliştirmek için ikinci dereceden aktif filtreler uygulayarak çalışır. Bu topoloji diğer aktif filtre topolojilerine göre oldukça basittir. Bu, iki dirençli, evirmeyen tek bir op-amp'e dayanan aktif bir filtre tasarımıdır.

“1 faz vs 3 faz ”

Sallen-Key Filtre Avantajları

Sallen Anahtar Filtresinin avantajları aşağıdakileri içerir.

Sallen-Key filtre tasarımı, tek op-amp ve RC bileşenlerini içeren çok basittir.
Bu filtreler çıkış voltajını giriş voltajından daha yükseğe çıkarma kapasitesine sahiptir.
Yüksek giriş ve düşük çıkış empedansı, Sallen-Key filtrelerinin basamaklanmasını çok daha kolay hale getirir.
Sallen-Key filtresindeki op-amp, RC bileşeninin filtre özellikleri üzerindeki etkisini yenmeye yardımcı olur.
Bu filtrelerin frekans aralığı geniştir.
Bu filtre içindeki op-amp, evirmeyen bir amplifikatör veya birlik kazanç tamponu olarak düzenlenebilir.
Bu filtrelerin çeşitli aşamaları ve farklı kazanımları vardır.
Sallen-Key filtre stabilitesi iyidir.
Bu filtre tasarımını anlamak basittir.
Bir kullanımı evirmeyen amplifikatör voltaj kazancını artırabilir.
Hem birinci hem de ikinci dereceden bazlı filtreler kolayca birbirine basamaklandırılabilir.
Her RC aşaması farklı bir voltaj kazancı içerebilir.

Sallen Anahtar Filtresinin dezavantajları aşağıdakileri içerir.

Sallen-Key filtresi, F0 ve Q üzerindeki bileşen değerlerinin etkileşimi nedeniyle kolayca ayarlanamaz.
Düşük maksimum 'Q' değeri elde edilebilir.
Sallen anahtar filtresi, bileşen farklılıklarına ve toleranslarına karşı çok hassastır; bu, gerçek direnç ve kapasitör değerlerinin ideal değerlerden farklı olacağı ve yaşlanma, nem ve sıcaklık gibi farklı faktörler nedeniyle sonunda değişebileceği anlamına gelir. Bu, filtrenin stabilitesini ve doğruluğunu etkileyebilir.
Distorsiyona ve gürültüye karşı hassastır. işlemsel yükselteç . Dolayısıyla işlemsel yükselticinin özellikleri ve kalitesi, Sallen anahtar filtresinin performansının yanı sıra çıktısını da etkileyebilir.
Sallen-anahtar filtresinin tasarımında, bu tasarımda bir op-amp kullanılması nedeniyle voltaj kazancı ve büyütme faktörü yakından ilişkilidir.
0,5'ten büyük hemen hemen her Kalite faktörü değeri gerçekleştirilebilir çünkü evirmeyen bir op-amp konfigürasyonu kullanıldığında voltaj kazancı her zaman 1'den büyük olacaktır ancak 3'ün altında olmalıdır, aksi takdirde kararsız hale gelecektir.

Sallen-Key Filtre Uygulamaları

Sallen Anahtar Filtresinin uygulamaları aşağıdakileri içerir.

Sallen-Key filtresi genellikle küçük bir Q faktörünün gerekli olduğu, gürültü reddine öncelik verildiği ve filtre aşamasının ters çevrilmeyen kazancının gerekli olduğu durumlarda tercih edilir.
Bu filtre, LPF, HPF ve gibi daha yüksek dereceli filtre devrelerini uygulamak için kullanılan temel yapı taşı olarak kullanılır. BPF devreler.
Bu filtre, ses sinyali işlemede ton kontrolü, eşitleme, sentez gibi farklı uygulamalar için kullanılabilir. modülasyon ve gürültü azaltma.
Bu filtre, bir zarf, bir kontrol voltajı veya bir osilatör gibi ek bir sinyal yoluyla Q faktörünü veya kesme frekansını dinamik olarak değiştirerek bir ses sinyalini modüle etmek/sentezlemek için kullanılır.

Böylece bu Sallen-Key Filtresine genel bakış (Sallen anahtar topolojisi) veya LPS, HPS, BPS ve BSF olarak yapılandırılabilen, çok popüler aktif ikinci dereceden LPF'lerden biri olan Sallen ve Key filtresi. Bu Sallen-Key topolojisi Butterworth, Chebyshev ve Bessel gibi çeşitli filtre ayarlarının uygulanmasına yardımcı olur. Bu filtre, aşağıdaki filtre özelliklerini içeren VCVS'ye (voltaj kontrollü voltaj kaynağı) benzer; iyi stabilite, düşük çıkış empedansı ve yüksek giriş empedansı. Sallen-Key alçak geçiş filtresi birçok nedenden dolayı kullanılır; Basit tasarım, basamaklı filtre, geniş frekans aralığı, voltaj kazanç kontrolü, çoklu aşamalar, yüksek dereceli filtre tasarımı, kararlılık ve farklı kazançlar. İşte size bir soru, alçak geçiren filtrenin işlevi nedir?