Сигнал также можно назвать Волной . Каждая волна имеет определенную форму, когда она представлена на графике. Эта форма может быть разных типов, таких как синусоидальная, квадратная, треугольная и т. Д., Которые варьируются относительно периода времени или могут иметь некоторые случайные формы, не зависящие от периода времени.
Типы формирования волн
Существует два основных типа формирования волн. Они —
- Линейное формирование волн
- Нелинейное формирование волны
Формирование линейной волны
Линейные элементы, такие как резисторы, конденсаторы и индукторы, используются для формирования сигнала при таком линейном формировании волны. Вход синусоидальной волны имеет выход синусоидальной волны, и, следовательно, несинусоидальные входы более заметно используются для понимания линейного формирования волны.
Фильтрация — это процесс ослабления нежелательного сигнала или воспроизведения выбранных частей частотных составляющих конкретного сигнала.
фильтры
В процессе формирования сигнала, если некоторые части сигнала считаются нежелательными, их можно отключить с помощью схемы фильтра. Фильтр — это схема, которая может удалять нежелательные части сигнала на его входе . Процесс снижения силы сигнала также называется затуханием .
У нас есть несколько компонентов, которые помогают нам в методах фильтрации.
-
Конденсатор имеет свойство разрешать AC и блокировать DC
-
Индуктор имеет свойство разрешать постоянный ток, но блокирует переменный ток .
Конденсатор имеет свойство разрешать AC и блокировать DC
Индуктор имеет свойство разрешать постоянный ток, но блокирует переменный ток .
Используя эти свойства, эти два компонента особенно используются для блокировки или разрешения переменного или постоянного тока . Фильтры могут быть разработаны в зависимости от этих свойств.
У нас есть четыре основных типа фильтров —
- Фильтр низких частот
- Фильтр верхних частот
- Полосовой фильтр
- Полосовой фильтр
Давайте теперь обсудим эти типы фильтров в деталях.
Фильтр низких частот
Схема фильтра, которая допускает набор частот ниже заданного значения, может быть названа фильтром нижних частот . Этот фильтр пропускает нижние частоты. Принципиальная схема фильтра нижних частот с использованием RC и RL показана ниже.
Конденсаторный фильтр или RC фильтр и фильтр индуктивности или фильтр RL действуют как фильтры нижних частот.
-
Фильтр RC — Поскольку конденсатор помещен в шунт, переменный ток, который он допускает, заземлен. Это обходит все высокочастотные компоненты, в то время как на выходе допускается постоянный ток.
-
Фильтр RL — Поскольку индуктор размещен последовательно, постоянный ток поступает на выход. Индуктор блокирует переменный ток, который не допускается на выходе.
Фильтр RC — Поскольку конденсатор помещен в шунт, переменный ток, который он допускает, заземлен. Это обходит все высокочастотные компоненты, в то время как на выходе допускается постоянный ток.
Фильтр RL — Поскольку индуктор размещен последовательно, постоянный ток поступает на выход. Индуктор блокирует переменный ток, который не допускается на выходе.
Символ для фильтра нижних частот (ФНЧ) приведен ниже.
Частотный отклик
Частотная характеристика практического фильтра является такой, как показано здесь ниже, и частотная характеристика идеального LPF, когда практические соображения электронных компонентов не рассматриваются, будет следующей.
Частота отсечки для любого фильтра — это критическая частота fc, для которой фильтр предназначен для ослабления (отсечки) сигнала. Идеальный фильтр имеет идеальную отсечку, а практический фильтр имеет несколько ограничений.
Фильтр RLC
Зная о фильтрах RC и RL, можно подумать, что было бы хорошо добавить эти две цепи, чтобы получить лучший отклик. На следующем рисунке показано, как выглядит схема RLC.
Сигнал на входе проходит через индуктор, который блокирует переменный ток и пропускает постоянный ток. Теперь этот выход снова пропускается через конденсатор в шунте, который заземляет оставшийся компонент переменного тока, если таковой имеется, присутствующий в сигнале, позволяя постоянному току на выходе. Таким образом, мы имеем чистый DC на выходе. Это лучшая схема низких частот, чем они оба.
Фильтр верхних частот
Цепь фильтра, которая допускает набор частот выше указанного значения, может быть названа фильтром верхних частот . Этот фильтр пропускает более высокие частоты. Принципиальная схема фильтра верхних частот с использованием RC и RL показана ниже.
Конденсаторный фильтр или RC- фильтр и индуктивный фильтр или RL- фильтр действуют как фильтры верхних частот.
RC фильтр
Поскольку конденсатор установлен последовательно, он блокирует компоненты постоянного тока и пропускает компоненты переменного тока на выход. Следовательно, высокочастотные компоненты появляются на выходе через резистор.
Фильтр RL
Поскольку индуктор находится в шунте, постоянный ток может быть заземлен. Оставшийся компонент переменного тока появляется на выходе. Символ для фильтра верхних частот (HPF) приведен ниже.
Частотный отклик
Частотная характеристика практического фильтра является такой, как показано здесь ниже, и частотная характеристика идеального HPF, когда практические соображения относительно электронных компонентов не будут рассмотрены, будет следующей.
Частота отсечки для любого фильтра — это критическая частота fc, для которой фильтр предназначен для ослабления (отсечки) сигнала. Идеальный фильтр имеет идеальную отсечку, а практический фильтр имеет несколько ограничений.
Фильтр RLC
Зная о фильтрах RC и RL, можно подумать, что было бы хорошо добавить эти две цепи, чтобы получить лучший отклик. На следующем рисунке показано, как выглядит схема RLC.
Сигнал на входе проходит через конденсатор, который блокирует постоянный ток и пропускает переменный ток. Теперь этот выход снова пропускается через индуктивность в шунте, который заземляет оставшийся компонент постоянного тока, если таковой имеется, присутствующий в сигнале, позволяя переменный ток на выходе. Таким образом, у нас есть чистый переменный ток на выходе. Это лучшая схема верхних частот, чем они оба.
Полосовой фильтр
Схема фильтра, которая допускает набор частот между двумя указанными значениями, может называться полосовым фильтром . Этот фильтр пропускает полосу частот.
Так как нам нужно исключить несколько низких и высоких частот, чтобы выбрать набор указанных частот, нам необходимо каскадировать HPF и LPF, чтобы получить BPF. Это можно легко понять, даже наблюдая кривые частотной характеристики.
Принципиальная схема полосового фильтра показана ниже.
Вышеуказанная схема также может быть построена с использованием RL-схем или RLC-схем. Выше приведена схема RC, выбранная для простого понимания.
Символ для полосового фильтра (BPF) приведен ниже.
Частотный отклик
Частотная характеристика практического фильтра является такой, как показано здесь ниже, и частотная характеристика идеального BPF, когда практические соображения электронных компонентов не рассматриваются, будет следующей.
Частота отсечки для любого фильтра — это критическая частота fc, для которой фильтр предназначен для ослабления (отсечки) сигнала. Идеальный фильтр имеет идеальную отсечку, а практический фильтр имеет несколько ограничений.
Band Stop Filter
Схема фильтра, которая блокирует или ослабляет набор частот, которые находятся между двумя указанными значениями, может называться фильтром полосовой остановки . Этот фильтр отклоняет полосу частот и, следовательно, также может называться Band Reject Filter .
Поскольку нам нужно исключить несколько низких и высоких частот, чтобы выбрать набор указанных частот, нам нужно каскадировать LPF и HPF, чтобы получить BSF. Это можно легко понять, даже наблюдая кривые частотной характеристики.
Принципиальная электрическая схема полосового ограничительного фильтра показана ниже.
Вышеуказанная схема также может быть построена с использованием RL-схем или RLC-схем. Выше приведена схема RC, выбранная для простого понимания.
Символ для полосового фильтра (BSF) приведен ниже.
Частотный отклик
Частотная характеристика практического фильтра является такой, как показано здесь ниже, и частотная характеристика идеальной BSF, когда практические соображения электронных компонентов не рассматриваются, будет следующей.
Частота отсечки для любого фильтра — это критическая частота fc, для которой фильтр предназначен для ослабления (отсечки) сигнала. Идеальный фильтр имеет идеальную отсечку, а практический фильтр имеет несколько ограничений.