Bir filtre, kimya, optik, mühendislik, türbülans modelleme, mühendislik, hesaplama, felsefe ve sinyal işleme gibi çeşitli alanlara referansla tanımlanabilir. Sinyal işleme filtrelerini ele alalım, filtre, sinyalin gereksiz kısımlarını veya kısımlarını çıkarmak için kullanılan bir cihaz olarak tanımlanabilir. Sinyalin gereksiz kısımlarının bu şekilde ortadan kaldırılması filtreleme işlemi olarak adlandırılır. Bu sinyal işleme filtreleri, aşağıdaki gibi çeşitli türlerde sınıflandırılır: elektronik filtreler , dijital filtreler ve analog filtreler.
Analog Filtreler
Analog filtre tipik olarak elektronikte kullanılır ve sinyal işlemenin temel bir yapı taşı olarak kabul edilir. Bu analog filtreler, hoparlörlere uygulanmadan önce ses sinyallerini ayırmak için kullanılır. Birkaç telefon görüşmesini ayırmak ve tek bir kanalda birleştirmek analog filtreler kullanılarak yapılabilir. Diğer tüm kanalları reddederek radyo alıcısından belirli bir radyo istasyonunu seçmek analog filtreler kullanılarak yapılabilir.
Sürekli değişen sinyaller (analog sinyaller), dirençler, kapasitörler ve indüktörler gibi pasif elemanlardan oluşan pasif doğrusal elektronik analog filtreler kullanılarak çalıştırılabilir. Bu analog filtreler, analog veya sürekli zaman sinyallerinden diğerlerini reddederek belirli frekans bileşenlerine izin vermek için sıklıkla kullanılır.
Analog Filtrelerin Türleri
Doğrusal analog filtreler, ağ sentez filtreleri, görüntü empedans filtreleri ve basit filtreler olarak listelenebilir. Ağ sentez filtreleri yine Butterworth filtresi, Chebyshev filtresi, Eliptik filtre veya Cauer filtresi, Bessel filtresi, Gauss filtresi, Optimum 'L' filtresi (Legendre) ve Linkwithz-Riley filtresi olarak sınıflandırılır. Görüntü empedans filtreleri ayrıca Sabit k filtresi, m'den türetilmiş filtre, genel görüntü filtreleri, Zobel ağı, kafes filtresi, köprülü T gecikme ekolayzır, bileşik görüntü filtresi ve mm 'tipi filtre olarak sınıflandırılır. RC filtresi, RL filtresi, LC filtresi ve RLC filtresi basit filtreler olarak adlandırılır.
Analog Filtre Tasarımı
Analog filtre tasarımı, analog filtre transfer fonksiyonlarını, analog filtrelerin kutuplarını ve sıfırlarını, analog filtrelerin frekans cevabını, çıkış cevabını ve farklı analog filtre türlerini içerir. Analog filtre tasarımı filtre yöntemleri, Butterworth, Chebyshev ve Eliptik filtre modellerine dayalı transfer fonksiyonu 'n' sırasına göre sınıflandırılır.
Butterworth Filtresi
Butterworth Filtre Tasarımı
Butterworth veya maksimum düz büyüklük filtresi düz (mümkün olduğunca matematiksel) bir frekans tepkisine sahiptir. Çeşitli filtre sıraları için standart yaklaşımlar olarak tanımlanabilen analog düşük geçiş filtresinin (Butterworth) 'tuğla duvarı' aşağıdaki şekilde gösterilmektedir (ideal frekans yanıtı dahil).
Butterworth Filtresi İdeal Frekans Yanıtı
Butterworth filtresinin sırasını arttırırsak, Butterworth filtre tasarımının kademeli aşamaları da artar. Böylece, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi filtre ve tuğla duvar tepkisi yaklaşır. Genel olarak, doğrusal analog filtreler çeşitli topolojiler kullanılarak gerçekleştirilir; Butterworth filtresi, Cauer topolojisi veya Sallen anahtar topolojisi kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Chebyshev Filtresi
Chebysev filtreleri, matematiksel hesaplamalarını türeten Pafnufy Chebyshev'in adını almıştır. Chebyshev filtreleri . İdealleştirilmiş filtrenin karakteristiği ile gerçek filtre arasındaki hata, Chebyshev filtresinin özelliği kullanılarak azaltılabilir.
Chebyshev Filtresi
Bu Chebyshev filtreleri ayrıca type1 ve type2 Chebyshev filtreleri olarak sınıflandırılır. Tip1 filtreler temel tiptir ve kazanç veya genlik yanıtı, analog alçak geçiren filtrenin (LPF - analog filtreleri dikkate alırsak) n'inci sırasının bir açısal frekans fonksiyonudur. Type2 Chebyshev filtresi, yaygın olmayan bir türdür ve ters bir filtredir.
Chebyshev Filtresi Türleri
Basit Analog Filtreler
RC filtresi
RC Filtre Devresi
Akım veya voltaj kaynağı tarafından çalıştırılan basit direnç-kapasitör elektrik devreleri analog filtreler olarak işlev görür. Bu RC filtre devreleri, belirli frekansları bloke edecek ve diğer frekansların geçmesine izin verecek şekilde bir sinyali filtrelemek için kullanılır. RC filtre devresi seri olarak bağlanabilir RC devresi veya paralel RC devresi yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi.
LC Filtresi
LC Filtre Devresi
Basit indüktör-kapasitör elektrik devresi, aynı zamanda ayarlanmış devre veya rezonans devresi veya tank devresi olarak da adlandırılan bir LC filtresi görevi görür. Bu LC devresi aynı zamanda bir elektrik rezonatörü gibi davranır. LC devreleri, sinyal üretmek veya belirli bir frekansta sinyal almak için kullanılır. LC filtresi, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi seri LC devresi veya paralel LC devresi olarak bağlanabilir.
RL Filtresi
RL Filtre Devresi
Basit direnç-indüktör elektrik devresi, akım veya voltaj kaynağı kullanılarak çalıştırılan ve direnç ve indüktörden yapılan bir RL filtre devresi görevi görür. RL filtresi, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi seri RL devresi veya paralel RL devresi olarak bağlanabilir.
RLC-Filtresi
RLC Filtre Devresi
Basit direnç-indüktör-kapasitör elektrik devresi bir RLC filtre devresi olarak işlev görür; direnç, kapasitör ve endüktör, seri RLC-filtresi veya paralel RLC-filtresi oluşturmak için seri veya paralel olarak bağlanabilir. Bu RLC filtre devresi, akım için harmonik osilatör olarak oluşur ve bir LC devresi gibi rezonansa girer. Ancak burada salınımlar, bir direnç eklenerek azaltılabilir ve bu etki sönümleme olarak adlandırılır.
Pratik analog ve dijital filtre tasarımı hakkında detaylı bilgi edinmek ister misiniz? Tasarlamakla ilgileniyorsanız elektronik projeler ardından aşağıdaki yorumlar bölümünde görüşlerinizi, yorumlarınızı, sorularınızı ve önerilerinizi paylaşın.
