موضوع گزارش : فيلترها( اكتيو پايين گذر-بالا گذر )ACTIVE LOW &HIGH PASS FILTER

                                                                                                                                                                                          به نام خدا

            گزارش كار آزمايشگاه مدار مخابراتي:

            موضوع  گزارش  : فيلترها( اكتيو  پايين گذر-بالا گذر   )

           تهيه   كننده  :

         ش. د   : 870945521

        استاد  : مهندس مرتضي احمدي

 تعريف فيلتر:

همانگونه که از این نام و کاربرد های آن برمی آید برای تصفیه یک عنصر از عناصری است که از دید ما نامطلوب است و به آن نیازی نداریم و با وجود ان عنصر  نمی توان نتیجه مناسب و زیاد خوبی را گرفت . در الکترونیک از مدارهایی استفاده می کنند تا فرکانس های اضافی که از دید طراح مزاحم به حساب می آیند حذف و یا حد اقل کم رنگ تر شوند و توان فرکانس مطلوب بیشتر از توان فرکانس نامطلوب شود. برای ساخت فیلترها از اساس کار خازن و سلف در جریان AC و این قانون که هنگامی که ما دو مقاومت داشته باشیم جریان از مقاوتی عبور می کند که کوچک تر است.

 كاربرد فیلتر(صافی)  :

ما اگر بخواهیم کار فیلتر را به چیزی تشبیه کنیم می توانیم به کار غربال در محصولات كشاورزي  تشبیه کنیم.با فیلتر  فرکانس هایی را که نیاز نداریم از بین راه حذف مي كنيم      و    تنها به فرکانس یا فرکانس هایی که نیاز داریم اجازه عبور و رفتن به خروجی را می دهیم.

.پس فیلتر فرکانسی مانند غربال برای ما فرکانس های نامطلوب را حذف می کند   .  امّا ما مانند غربال   که انواع گوناگون دارد و هر یک برای غربال یک نوع محصول کشاورزی مفید است، فیلترهای گوناگونی داریم،البته همه آنها در چند دسته خلاصه می شوند.

باید گفت که کاربردهای فیلترها گوناگون است و به یکی دو تا ختم نمی شود.یک فیلتر کارش تصفیه فرکانس مطلوب از فرکانس نامطلوب است.فرکانس مطلوب هم یعنی فرکانس دلخواه.

مانند: از فیلتر در تلوزیون ،رادیو،ماهواره،سنسورها،کامپیوترشما و ... استفاده می شود.برای دریافت یک فرکانس توسط یک تلوزیون شما نخست به یک آنتن نیاز دارید.اما این آنتن همراه فرکانس دلخواه شما فرکانس های دیگر را همدریافت می کند همزمان.پس شما باید نخست فرکانس مطلوب را از فرکانس های دیگر جدا کرده و تقویت کنید و تا تلوزیون شما یک شبکه را نمایش دهد. برای دریافت فرکانس فرستنده ماهواره مورد نظر خود در میان انواع فرکانس ها که توسط فرستنده های مختلف صادر می شود(راستی به یاد داشته باشید که بعضی از فرکانس ها ساخته طبیعت است)باید از فیلتر استفاده کرد.یک تلفن همراه هم از فیلتر برای این کار بهره می برد و فرکانس مطلوب را از میان انبوهی از فرکانس تفکیک می کند. در یک دستگاه تفکیت صدا هم از فیلتر استفاد ه میشود(اکوالیزر یا اکولایزر).در این دستگاه برای اینکه یک فرکانس صوتی را تغیر فرکانس دهد و یا طول موجش را افزایش دهد ،نخست از فیلتر برای تفکیک آن از سایر فرکانس ها استفاده می کند. البته همانگونه که مشهود است بیشترین استفاده فیلتر امروزه در مخابرات است. البته در مدارهای کنترلی هم از فیلتر استفاده می شود. برای درک کار فیلتر باید نخست در موردراکتانس خازنی و سلفی خوب مطالعه شود.چون کار فیلتر ها بر اساس این دو است.حتی فیلترهای شبیه سازی شده هم از این این مبانی پیروی می کنند. راستی بیایید یک کنترل بردارید و تلوزیون خود را روشن کنید(کنترل دستگاهی غیر از تلوزیون مورد نظر باشد).آیا تلوزیون شما روشن می شود؟ به نظر شما چراسازنده این کار را کرده؟!

 

چند فرمول که برای بحث لازم می شود:

 

 

انواع فیلتر:

1-فیلتر بالا گذر

این فیلتر از عبور فرکانس های کمتر از فرکانسی معینی جلوگیری می کند.به این فرکانس معین فرکانس قطع گویند.این کار را با تضعیف فرکانس های پایین تر از فرکانس قطع انجام می دهد.

البته می دانید که برای این کار باید قطعه ای پیدا کنیم که بتواند در مقابل فرکانس های مختلف از خود مقاومت های مختلفی نشان دهد.اگر به خازن و سلف نگاه کنیم ،می بینیم که این کار را به راحتی برای ما انجام می دهند. هرچه فرکانس بالا تر رود و اگر راکتانس سلف تغییر نکند ،راکتانس سلف هم بالا می رود و سلف مانند یک مقاومت متغیر که با بالاتر رفتن فرکانس اهمش تغییر و به بالا می رود است .ولی خازن برعکس سلف است،اگر ظرفیت ثابت باشد و تغییر نکند و فرکانس بالا رود ، راکتانس خازن هم به سوی پایین میل می کند .بر طبق این دو نکته است که با کمک سلف و خازن فیلتر ها را می سازند . برای اینکه به دلیل ارزانی و کم حجمی و راحتی بیشتر از خازن استفاده می کنند ؛ ما هم مبنای توضیحات را بر خازن می گذاریم و شروع به توضیح می کنیم. در متن های زیر از یک اصطلاح به عنوان فرکانس معین استفاده می کنيم که برای درک آن این نکته را بخوانید.منظور از فرکانس معین فرکانس قطع ما است که توسط مقدار مقاومت و ظرفیت خازن در فیلتر های خازنی معین می شود. اگر به این عکس نگاه کنید می بینید که یک خازن بین منبع و خروجی قرار گرفته.

 

این خازن در مقابل فرکانس های پایین تر از یک فرکانس معین از خود مقاومت بالایی را نشان می دهد و هر چه این فرکانس کمتر شود از خود مقاومت بیشتری نشان می دهد و در مقابل فرکانس های پایین تر از آن فرکانس معین مقاومت کمتری از خود نشان می دهد.این اساس کار خازن در فیلتر است.اما مقاومتی که دو سر منبع را به هم وصل کرده باعث می شود هنگامی که راکتانس خازن از مقدار این مقاومت بیشتر شد جریان به منبع وصل شود ( برطبق این قانون که اگر ما دو مقاومت داشته باشیم که هر دو به یک خط جریان متصل باشند ، جریان میل می کند به سوی مقاومت کوچک تر).با وصل شدن جریان به منبع جریان از خازن نمی گذرد و مانند این است که خازن و مقاومت ما مانند یک کلید باز در مقابل ولتاژ منبع هستند به خروجی (البته جریان را هم به منبع باز می گردانند.البته جریان کمی از خازن می گذرد ولی ما به دلیل کم بودن این جریان و دادن یک توضیح آسان از توضیح آن می گذریم).واگر فرکانس ما بالا رود و راکتانس خازن پایین بیاید و راکتانسش کمتر از مقدار مقاومت مذکور شود ، این بار خازن مانند یک مقاومت کوچک عمل می کند و مقاومت مذکور مانند یک مقاومت بزرگ و جریان از خازن می گذرد و به خروجی می رسد. پس با یک فیلتر بالا گذر می شود به فرکانس های بالاتر از فرکانس معیینی با تضعیف کم اجازه عبور داد .

فیلتر پایین گذر

باید در مورد فیلتر پایین گذر گفت که برعکس فیلتر بالا گذر عمل می کند.این فیلتر فرکانس های پایین تر از فرکانس معین را با تضعیف خیلی کمی از خود عبور می دهد و برای فرکانس های بالاتر از آن مانند یک مقاومت بزرگ عمل می کند.به عکس زیر نگاه کنید.

اگر نگاه کنید میبینید که در این مدار یک خازن دو سر منبع را به هم وصل می کند.پس اگر فرکانس ما از فرکانس معین بالاتر رود ،راکتانس خازن کم می شود و اگر فرکانس بالا رود راکتانس خازن هم بیشتر می شود . در این مدار بین منبع و خروجی یک مقاومت قرار دارد( اگر به بالا گذر و پایین گذر نگاه کنید میبینید که جای خازن و مقاومت در هر دو بر خلاف هم است).اگر راکتانس خازن بیشتر از مقدار مقاومت شود ، عبور جریان از مقاومت میسرتر است تا خازن و اگر راکتانس خازن کمتر از مقدار مقاومت شود ، عبور جریان از خازن میسر تر است .در صورتی که از خازن جریان برود به منبع برمی گردد و در صورتی که از مقاومت برود به خروجی می رود .

پس اگر فرکانس منبع از فرکانس معین بالاتر رود ،به دلیل اینکه راکتانس خازن کمتر می شود در مقابل مقدار مقاومت موجود در مدار، جریان از خازن به منبع باز گردانده می شود و به خروجی نمی رود .واگر فرکانس ما از فرکانس معین پایین تر باشد ،جریان از مقاومت عبور می کند و به خروجی می رود،چرا که خازن در مقابل آن مانند یک مقاومت بزرگ است نسبت به مقاومت موجود در مدار.

فیلتر پایین گذر همونطور که از اسمش پیداست باید فرکانس های پایین رو عبور بده و فرکانس های بالا رو حذف كند. سیگنال DC هم که فرکانس کاریش صفر هست؛ پس فیلتر پایین گذر سیگنال DC رو هم عبور می ده. در شکل زیر هم کاملا مشخصه که LPF ها فرکانس صفر یا همون DC رو رد می کنند.

  چند نمونه فيلتر:

فيلترهاي اكتيو و علت استفاده از آپ امپها در فيلتر ها:

 

با اين مثال مي توان فهميد كه اجزايي مانند مقاوت ها وخازن ها نقش اساسي در پهناي  باند  فيلترها ايفا ميكنند.

در صورتي كه R1=R2=R3=R4وc1=c2=c    و R5=R6=R7

تابع تبديل :HPF

VOUT/VIN=?

 

 

 

 

 

 

تابع تبديل VOUT/ VIN در LPF بدست اوريد؟

 

 

 

جداول مشخصه ماي ورودي وخروجي LPF:

C1 ,   C2 در مدار

100K

10K

1K

100HZ

FRQ

 

 

5 V

VIN

110 mv

11.8v

11.6v

8v

VOOT

22mv

2.36

2.32

1.6

A=VOT/VIN

 

 

C3, C4در مدار

100K

10K

1K

100HZ

FRQ

 

 

5 V

VIN

55mv

2v

12v

3.6v

VOOT

11mv

0.4

2.4

0.72

A=VOT/VIN

 

 

 

جداول مشخصه ماي ورودي وخروجي HPF:

C1 ,   C2 در مدار

100K

10K

1K

100HZ

FRQ

 

 

5 V

VIN

2

12

1.5

-

VOOT

0.4

2.4

0.3

-

A=VOT/VIN

 

 

C3, C4در مدار

100K

10K

1K

100HZ

FRQ

 

 

5 V

VIN

4

11

6

-

VOOT

0.8

2.2

1.2

-

A=VOT/VIN

 

 

 

 

 

فهرست :

تعريف فيلتر

كاربرد فيلتر

انواع فيلتر

فيلترهاي اكتيو و علت استفاده از اپ امپها

2مثال كه نقش اساسي مقاومت وخازن را در فيلتر نشان ميدهد

توابع تبديل hpf-lpf

جداول خروجي hpf و lpf  منتجه از آزمايشگاه

نمودارهاي مربوط

 


مطالب مشابه :


موضوع گزارش : فيلترها( اكتيو پايين گذر-بالا گذر )ACTIVE LOW &HIGH PASS FILTER

امّا ما مانند غربال که انواع گوناگون دارد و هر فيلترهاي اكتيو و علت در پهناي باند



تجهیزات

گاز با متعلقات، لباس ضد اسيد، لباس كامل ضد اشعه، لباش ضد راديو اكتيو انواع ماسك باند



منابع کنکور برق با گرایش های مختلف

نگاهي گذرا به فيلترها و انواع فيلترها - عرض باند و ضريب كيفيت - فيلترهاي خاص ( اكتيو



تجهیزات نجات

ضد راديو اكتيو، لباس كار گوه، باند قيري و مركب، انواع



عناوین دروس کنکور رشته اکترونیک

{ انواع پاسخ نگاهي گذرا به فيلترها و انواع فيلترها - عرض باند ( اكتيو - راكتيو - ظاهري )



کنکور

ضريب كيفيت - انواع گذرا به فيلترها و انواع فيلترها - عرض باند و ( اكتيو - راكتيو



سرفصلهای کنکور کارشناسی ناپیوسته برق

نگاهي گذرا به فيلترها و انواع فيلترها - عرض باند و ضريب كيفيت - فيلترهاي خاص ( اكتيو



تجهيزات نجات:

ضد گاز با متعلقات، لباس ضد اسيد، لباس كامل ضد اشعه، لباش ضد راديو اكتيو باند قيري، تخته



آشنایی با تجهیزات امداد و نجات "

باند (سه گوش اشعه، لباش ضد راديو اكتيو، لباس كار، كلاه ايمني جليقه فسفري، انواع



برچسب :