מהו פילטר גבוה לעבור?

"פילטר High Pass הוא ההפך הגמור ממעגל המסנן נמוך-מעבר, כיוון ששני המרכיבים הוחלפו עם אות פלט המסננים שנלקח כעת מעל הנגד wכאן כשמסנן המעבר הנמוך איפשר רק לאותות לעבור מתחת לנקודת התדר החיתוך שלו, ƒc, מעגל המסנן הפסיבי הגבוה מעבר לשמו, מעביר רק אותות מעל נקודת הניתוק שנבחרה, ƒc מבטל כל אותות בתדר נמוך צורת הגל. ----- FMUSER"

תוֹכֶן

1) מעגל המסנן High Pass

2) תגובת תדירות של מסנן מסדר גבוה למסדר ראשון

3) תדירות ושינוי שלבים חתוכים

4) דוגמה לסנן High Pass מס '1

5) מסנן מעבר מסדר שני

6) סיכום מסנן High Pass

7) המבדל RC

מעגל המסנן High Pass

בהסדר מעגלים זה, התגובה של הקבל גבוהה מאוד בתדרים נמוכים כך שהקבל פועל כמו מעגל פתוח וחוסם כל אותות כניסה ב- VIN עד לנקודת תדר הניתוק (ƒC). 

מעל נקודת תדר חתוכה זו התגובה של הקבל הצטמצמה דיה וכעת היא פועלת יותר כמו קצר חשמלי המאפשר לכל אות הכניסה לעבור ישירות לפלט כפי שמוצג להלן בעקומת התגובה של המסננים.

ראה גם: >> מהו מסנן Low Pass וכיצד בונים מסנן Low Pass? 

תגובת תדירות של מסנן מסדר גבוה למסדר ראשון

העלילה של Bode או עקומת התדר לעיל עבור מסנן פסיבי פס גבוה היא ההפך הגמור מזו של מסנן נמוך מעבר. כאן האות נחלש או דולק בתדרים נמוכים כשהפלט עולה ב- 20dB / עשורון (6dB / Octave) עד שהתדר מגיע לנקודת הניתוק (ƒc) ושוב R = Xc. 

יש לו עקומת תגובה המשתרעת מאינסוף לתדר הניתוק, כאשר משרעת מתח המוצא היא 1 / √2 = 70.7% מערך אות הקלט או -3dB (20 log (Vout / Vin)) של הקלט. ערך.

כמו כן אנו יכולים לראות שזווית הפאזה (Φ) של אות הפלט מובילה לזו של הכניסה ושווה ל + 45o בתדר ƒc. עקומת תגובת התדרים עבור מסנן זה מרמזת כי המסנן יכול להעביר את כל האותות לאינסוף. אולם בפועל, תגובת המסנן אינה נמשכת עד אינסוף אלא מוגבלת על ידי המאפיינים החשמליים של הרכיבים המשמשים.

ניתן למצוא את נקודת תדר הניתוק למסנן מעבר גבוה מסדר ראשון באמצעות אותה משוואה כמו זו של מסנן המעבר הנמוך, אך המשוואה לשינוי פאזות שונה מעט כדי להסביר את זווית הפאזה החיובית כמוצג להלן.

ראה גם: >> כיצד לתכנן פילטר נמוך לעבור - סאב וופר?

תדירות ושינוי שלבים חתוכים

 

רווח המעגל, Av הניתן כ- Vout / Vin (בעוצמה) ומחושב כ:

דוגמה לסנן High Pass מס '1
חשב את תדירות הניתוק או "נקודת השבירה" (ƒc) עבור מסנן פסיבי פסיבי גבוה המורכב קבלים 82pF המחוברים בסדרה עם נגן 240kΩ.

מסנן מעבר מסדר שני
שוב כמו במסנני מעבר נמוכים, ניתן להחליף את שלבי הסינון הגבוה לעבור יחד כדי ליצור מסנן מסדר שני (דו קוטבי) כמוצג.

 

המעגל שלמעלה משתמש בשני פילטרים מהסדר הראשון המחוברים או מפוסקים זה לזה ליצירת רשת מסדר גבוה מסדר שני או דו קוטבי. לאחר מכן ניתן להמיר שלב פילטר מסדר ראשון לסוג מסדר שני על ידי שימוש פשוט ברשת RC נוספת, זהה למסנן מסדר נמוך מסדר שני. מעגל הסינון הגבוה של המסדר השני המתקבל יהיה שיפוע של 2dB / עשור (40dB / אוקטבה).

בדומה למסנן המעבר הנמוך, תדר הניתוק, ƒc נקבע על ידי הנגדים והקבלים כאחד.

בפועל, קשה ליישם במדויק מסננים פאסיביים מדורגים יחד לייצור מסננים בסדר גודל גדול יותר, שכן עכבה דינאמית של כל סדר מסנן משפיעה על הרשת השכנה שלה. עם זאת, כדי להפחית את אפקט הטעינה אנו יכולים להפוך את עכבה של כל שלב 10x הבא לשלב הקודם, כך R2 = 10 * R1 ו- C2 = 1/10 של C1.

ראה גם: >> מסנני מעבר נמוכים: זה מה שיש לך ואתה עושה עם זה! 

סיכום מסנן High Pass
ראינו כי המסנן פסיבי הפס הגבוה הוא ההיפך הגמור למסנן המעבר הנמוך. למסנן זה אין מתח יציאה מ- DC (0Hz), עד לנקודת תדירות ניתוק מוגדרת (ƒc). נקודת תדר ניתוק נמוכה זו היא 70.7% או -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) מרווח המתח שמותר לעבור.

טווח התדרים "מתחת" לנקודת הניתוק הזו ƒc ידוע בדרך כלל כפס הפסקה ואילו טווח התדרים "מעל" נקודת החיתוך הזו מכונה בדרך כלל פס הפס.

ניתן למצוא את תדירות הניתוק, תדר הפינה או נקודת -3dB של מסנן מעבר גבוה באמצעות הנוסחה הסטנדרטית של: ƒc = 1 / (2πRC). זווית הפאזה של אות הפלט המתקבלת ב- C היא + 45 o. באופן כללי, מסנן המספקים הגבוה מעוות פחות מהמסנן המקביל למעבר נמוך שלו בגלל תדרי ההפעלה הגבוהים יותר.

יישום נפוץ מאוד של סוג זה של פילטר פסיבי, נמצא במגברי שמע כקבל צימוד בין שני שלבי מגבר שמע ובמערכות רמקולים בכדי לכוון את אותות התדר הגבוה יותר לרמקולים הקטנים יותר מסוג "טוויטר" תוך חסימת אותות הבאס התחתונים או שהם משמש גם כמסננים להפחתת רעש בתדר נמוך או עיוות מסוג "רעם". 

כשמשתמשים ככה ביישומי שמע, מסנן העובר הגבוה נקרא לפעמים "מסנן חתך נמוך", או "חתך בס".

מתח היציאה Vout תלוי בקבוע בזמן ובתדירות אות הכניסה כפי שנראה קודם. עם אות סינוסואיד זרם חילופין המופעל על המעגל הוא מתנהג כפילטר מסדר גבוה מסדר ראשון. אבל אם נשנה את אות הקלט לזה של אות בצורת "גל מרובע" שיש לו קלט צעד כמעט אנכי, תגובת המעגל משתנה באופן דרמטי ומייצר מעגל המכונה בדרך כלל דיפרנציאטר.

ראה גם: >> לימוד בסיסי על מסנן RF 

המבדל RC

עד כה הניחו כי צורת הגל הקלט למסנן היא סינוסואלית או זו של גל סינוס המורכב מאותות יסוד וכמה הרמוניות הפועלות בתחום התדר נותנות לנו תגובה של תחום תדר עבור המסנן. עם זאת, אם אנו מאכילים את המסנן High Pass עם אות גל מרובע הפועל בתחום הזמן שנותן דחף או קלט תגובה צעד, צורת הגל הפלט תהיה מורכבת מדופק או קוצים של משך זמן קצר כמוצג.

מעגל הבחנה RC

כל מחזור של צורת הגל של הכניסה לריבוע מייצר שני דוקרנים בפלט, אחד חיובי ואחד שלילי ואשר המשרעת שלהם שווה לזו של הכניסה. קצב התפרקות הדוקרנים תלוי בקבוע הזמן, (RC) של שני המרכיבים, (t = R x C) וערך תדר הקלט. פעימות הפלט דומות יותר ויותר לצורת אות הקלט ככל שהתדר עולה.

אולי גם תאהב:

מה ההבדל בין AM ו-FM?

מהו FM (אפנון תדר)?

מה ההבדלים בין אותות AM ו- FM רדיו?

יתרונות אפנון תדר וחסרונות

מקלט AM לעומת מקלט FM | ההבדל בין מקלט AM למקלט FM

השאר הודעה 

רשימת הודעות