時間が進み、フィルターに関する研究が増えるにつれ、アクティブフィルターは議論の的となっています。 アクティブフィルター 範囲 電子フィルターのグループ それはその機能のために増幅器のような能動部品を利用します。増幅器は、予測可能性とパフォーマンスを向上させるように設計するためのフィルターで使用されます。これは、インダクタの必要性を避けながらすべて終了します。通常、フィルタの特性はアンプを使用して決定できます。この記事では、最新技術におけるアクティブフィルターの詳細な調査と使用法について説明します。将来的には、さまざまなタイプのアクティブフィルターの容量がはるかに広くなり、現在よりも将来のテクノロジーを意味します。
アクティブフィルターとは何ですか？
フィルタは、任意の回路理論における電気n / wであり、周波数に関して信号特性の位相または振幅のいずれかを変更するために使用されます。理想的には、これにはi / pの新しい周波数が含まれず、その信号の周波数成分も変更されません。アクティブフィルターは オペアンプ に加えて さまざまな電子部品 抵抗器、フィルタリング用コンデンサのように。オペアンプは、さまざまなタイプのアクティブフィルターを簡単に作成できるようにするために使用されます。
アンプは、負荷インピーダンスがフィルター特性に影響を与えるのを防ぎます。応答の形式、双対係数、および調整された周波数は、多くの場合、安価な可変抵抗器で設定できます。これらのフィルター回路では、一方のパラメーターを他のパラメーターに損傷を与えることなく変更できます。それらの基本的なリターンの原則が1970年頃に予測されて以来、これらのフィルターとその現実的なアプリケーションを使用して多くの研究が行われてきました。
アクティブフィルターの種類
最も一般的なタイプのアクティブフィルターは、次の4つに分類されます。
- バターワース
- チェビシェフ
- ベッセル
- 楕円形
がある さまざまな種類のフィルターが利用可能です 、ただし、ほとんどのアプリケーションはこれらの実装で解決できます。
アクティブフィルターの種類
チェビシェフフィルター
チェビシェフアクティブフィルター 等リップルフィルターとも呼ばれます。それはより鋭いカットオフを与えます 通過帯域のバターワースフィルター。 チェビシェフフィルターとバターワースフィルターはどちらも、カットオフ周波数に近い大きな位相シフトを示します。チェビシェフフィルターの欠点は、カットオフ周波数より下のゲインの最小値と最大値の外部です。フィルタの設計で調整可能なパラメータであるゲインリップルは、dBで表されます。
チェビシェフフィルター
これらのフィルターの実装は、非常に急なロールオフを提供しますが、通過帯域にリップルがあるため、オーディオシステムでは使用されません。通過帯域で使用できる周波数が1つしかない一部のアプリケーションでははるかに優れていますが、除去するには他の多くの周波数が必要です。
バターワースアクティブフィルター
ザ・ バターワースアクティブフィルター フラットフィルターとも呼ばれます。バターワースアクティブフィルターの実装により、通過帯域でのフラットな応答と十分なロールオフが保証されます。このフィルターのグループは、通過帯域に完全に適合するフィルターに近似します。さまざまな種類のフィルターの周波数応答曲線が示されています。このフィルターには、カットオフ周波数までの本質的にフラットな振幅の周波数応答が含まれています。
バターワースフィルター
カットオフの粗さは図で見ることができます。 3つのフィルターすべてが、カットオフよりもはるかに優れた周波数で-40db / decadeのロールオフ角度を達成することは有名です。このフィルターはどこかb / nの特性を持っています チェビシェフフィルターとベッセルフィルター 。それはスカートの賢明なロールオフとわずかに非線形の位相応答を持っています。この種のフィルターは、優れた、非常に理解しやすいものであり、オーディオ処理アプリケーションに最適です。
ベッセルフィルター
ベッセルフィルターは、ほぼカットオフ周波数までほぼ線形の位相応答を持つ理想的な位相特性を提供します。ただし、非常に線形の位相応答が含まれていますが、スカートの傾斜は非常に緩やかです。このフィルターの用途には、位相特性が重要な場合が含まれます。カットオフ特性はあまりインテリジェントではありませんが、小さな位相シフトです。パルスアプリケーションに最適です。
ベッセルフィルター
ベッセルフィルターは、i / p周波数スペクトル全体で安定した伝搬遅延を示します。したがって、フィルタの入力に方形波を適用すると、o / pに超えない方形波が得られます。さらに、フィルタはさまざまな周波数をさまざまな量だけ待機します。これは、o / p波形を超えていることから明らかです。
楕円フィルター
楕円フィルターははるかに チェビシェフのような複雑なフィルター 。これには、通過帯域のリップルと、阻止帯域のリップルを犠牲にして深刻なロールオフが含まれます。このフィルターには、変換領域内のすべてのフィルターのロールオフがありますが、阻止帯域と通過帯域の両方の領域があります。このフィルターは、阻止帯域の特定の周波数に高い注意を払うように設計できます。これにより、阻止帯域のさらなる周波数の減衰が減少します。
楕円フィルター
アクティブフィルターの利点
アクティブフィルターの利点は次のとおりです。
- これらのフィルターは、パッシブフィルターよりも合理的です。
- これらのフィルターで使用される装置は、パッシブフィルターで使用されるコンポーネントよりも小さいです。
- アクティブフィルターは挿入損失を示しません。
- また、i / pおよびo / pインピーダンスを制御するための段間絶縁も可能です。
アクティブフィルターの用途
- アクティブフィルターはで使用されます 騒音を抑制するための通信システム 、変調信号からの固有のメッセージ信号を改善するために、さまざまなチャネルからの信号の通信を分離します。
- これらのフィルターは、設計者が計装システムで使用して、必要な周波数装置を選択し、不要な装置を取り外します。
- これらのフィルターは、デジタル信号に変更する前に、アナログ信号の帯域幅を制限するために使用できます。
- アナログフィルターはオーディオシステムで使用されます エンジニアがさまざまな周波数をさまざまなスピーカーに送信します。たとえば、音楽業界では、周波数成分を制御するために録音および再生アプリケーションが必要です。
- アクティブフィルターはで使用されます 生物医学機器 心理センサーを診断機器およびデータロギングとインターフェースさせるため。
現在、 多数のタイプのアクティブフィルター 容量が短いため、初期段階にあります。しかし、現在、多くのエンジニアが大容量で設計しています。長期的な有効性は、非線形負荷のある消費者にこれらのフィルターを使用して保存するよう圧力をかけるだけでなく、効率的な電力品質も実現します。無効電力、高調波電流、不平衡および中性電流を償還するために、膨大な数のアクティブフィルターの構成が利用可能になります。お客様は、技術の進歩に伴い、近い将来、優先機能を備えたアクティブフィルターを選択できます。さらに、この概念または バターワースフィルターの構造について知っている およびそのアプリケーションについては、以下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、 フィルタの機能は何ですか ？
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