Conforme o tempo avança e o estudo sobre os filtros aumenta, os filtros ativos têm sido um assunto de discussão. Filtros ativos área grupo de filtros eletrônicos que utiliza componentes ativos como um amplificador para seu funcionamento. Amplificadores são usados em filtros para projetar para melhorar a previsibilidade e o desempenho. Tudo isso acabado evitando a necessidade dos indutores. Normalmente, as características do filtro podem ser determinadas usando um amplificador. Este artigo apresenta um estudo detalhado e o uso de filtros ativos na tecnologia moderna. No futuro, os vários tipos de filtros ativos terão uma capacidade muito mais ampla e significarão a tecnologia futura do que tem atualmente.
O que é um filtro ativo?
O filtro é um n / w elétrico em qualquer teoria de circuito, que costumava alterar a fase ou a amplitude das características do sinal em relação à sua frequência. Idealmente, isso não incluirá nenhuma nova frequência para i / p nem alterará o componente de frequência desse sinal. Um filtro ativo utiliza um amplificador operacional junto com vários componentes eletrônicos como resistores, capacitores para a filtragem. Op-Amps são usados para permitir facilmente fazer muitos tipos de filtros ativos.
Um amplificador impede que a impedância de carga afete as características do filtro. A forma de resposta, o fator de dualidade e a frequência sintonizada podem frequentemente ser configurados com resistores variáveis de baixo custo. Nestes circuitos de filtro, podemos alterar um parâmetro sem danificar o outro. Desde que seus princípios básicos de retorno foram projetados por volta de 1970, muitas pesquisas foram feitas com esses filtros e suas aplicações realistas.
Tipos de filtros ativos
Os tipos mais comuns de filtros ativos são classificados em quatro, como
- Butterworth
- Chebyshev
- Bessel
- Elíptico
tem vários tipos de filtros estão disponíveis , mas a maioria dos aplicativos pode ser resolvida com essas implementações.
Tipos de filtros ativos
Filtro Chebyshev
O filtro ativo Chebyshev também é chamado de filtro de ondulação igual. Dá um corte mais nítido do que um Filtro Butterworth na banda de passagem. Os filtros Chebyshev e Butterworth mostram grandes deslocamentos de fase perto da frequência de corte. Uma desvantagem do filtro Chebyshev é o exterior dos mínimos e máximos de ganho abaixo da frequência de corte. O parâmetro ajustável no projeto do filtro, a ondulação de ganho é expressa em dB.
Filtro Chebyshev
A implementação desses filtros oferece um roll-off muito mais íngreme, mas tem ondulação na banda passante, portanto, não é usado em sistemas de áudio. Embora seja muito melhor em algumas aplicações onde há apenas uma freqüência disponível na banda de passagem, mas várias outras freqüências são necessárias para eliminar.
Butterworth Active Filter
O Filtro ativo Butterworth também é denominado filtro plano. A implementação do filtro ativo Butterworth garante uma resposta plana na banda de passagem e um amplo roll-off. Este grupo de filtros se aproxima do ajuste perfeito do filtro na banda de passagem. Curvas de resposta de frequência de diferentes tipos de filtros são mostradas. Este filtro inclui uma amplitude essencialmente plana, resposta de frequência até a frequência de corte.
Filtro Butterworth
A rugosidade do corte pode ser vista no diagrama. É para ser famoso que todos os três filtros atingem um ângulo de roll-off de -40db / década em frequências muito superiores ao cutoff. Este filtro tem uma característica em algum lugar b / n Filtros Chebyshev e Bessel . Possui um roll-off sensível da saia e respostas de fase ligeiramente não lineares. Este tipo de filtro é bom, muito fácil de entender e é excelente para aplicações de processamento de áudio.
Filtro Bessel
O filtro de Bessel fornece uma característica de fase ideal com uma resposta de fase quase linear até uma frequência quase de corte. Embora, inclua uma resposta de fase muito linear, mas uma inclinação de saia bastante suave. As aplicações deste filtro envolvem onde a característica de fase é significativa. É uma pequena mudança de fase, embora suas características de corte não sejam muito inteligentes. É adequado para aplicações de pulso.
Filtro Bessel
O filtro de Bessel exibe um atraso de propagação estável em todo o espectro de frequência i / p. Assim, a aplicação de uma onda quadrada à entrada de um filtro resultará em uma onda quadrada no o / p sem exceder. Além disso, qualquer filtro aguardará várias frequências em vários valores. Isso se evidenciará como excedente na forma de onda o / p.
Filtro Elíptico
O filtro elíptico é muito mais filtro complicado como o Chebyshev . Inclui uma ondulação na banda de passagem e uma redução severa ao custo da ondulação na banda de parada. Este filtro tem o roll off de cada filtro na região de conversão, mas tem as regiões de banda de parada e banda de passagem. Este filtro pode ser projetado para dar alta atenção a determinadas frequências na banda de parada, o que diminui a atenuação de outras frequências na banda de parada.
Filtro Elíptico
Vantagens dos filtros ativos
As vantagens de filtros ativos incluem o seguinte
- Esses filtros são mais razoáveis do que os filtros passivos.
- O aparato usado nesses filtros é menor do que os componentes usados nos filtros passivos.
- O filtro ativo não mostra nenhuma perda de inserção.
- Também permite o isolamento entre os estágios para controlar a impedância i / pe o / p.
Aplicações de filtros ativos
- Filtros ativos são usados em sistemas de comunicação para suprimir ruídos , para isolar uma comunicação de sinal de vários canais para melhorar o sinal de mensagem exclusivo de um sinal modulado.
- Esses filtros são usados em sistemas de instrumentação pelos projetistas para escolher um aparato de frequência necessário e destacar os indesejados.
- Esses filtros podem ser usados para limitar a largura de banda do sinal analógico antes de alterá-los para sinais digitais.
- Filtros analógicos são usados em sistemas de áudio por engenheiros para enviar várias frequências para vários alto-falantes. Por exemplo, na indústria musical, aplicativos de gravação e reprodução são necessários para controlar os componentes de frequência.
- Filtros ativos são usados em instrumentos biomédicos para fazer a interface de sensores psicológicos com equipamentos de diagnóstico e registro de dados.
Atualmente, vários tipos de filtros ativos estão em estágio inicial devido à sua capacidade reduzida. Mas, no momento, muitos engenheiros estão projetando-o com grandes capacidades. A eficácia a longo prazo não só pressionará os consumidores com carga não linear a empregar esses filtros para preservação, mas também a qualidade da energia com eficiência. A configuração de grande número de filtros ativos estará disponível para reembolsar energia reativa, corrente harmônica, corrente desequilibrada e neutra. O cliente pode escolher o filtro ativo com recursos preferenciais em um futuro próximo, conforme a tecnologia avança. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou saber sobre a construção do filtro Butterworth e suas aplicações, dê sugestões valiosas, comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um filtro ?
Créditos fotográficos:
- Filtro Bessel circuito hoje
- Filtro Elíptico ni
