एक्टिव हाई पास फिल्टर क्या है? | फायदे | महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

इस लेख में, हम संबंधित कुछ बुनियादी अवधारणा के बारे में चर्चा करेंगे सक्रिय उच्च पास फिल्टर और निम्नलिखित वर्गों में कुछ सवालों के जवाब देने की कोशिश करें और हम लाभ के साथ सक्रिय उच्च पास फिल्टर के कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग के बारे में जानने की कोशिश करेंगे।

                                              सामग्री

  • एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर क्या है?
  • एक सक्रिय एचपीएफ का कार्य सिद्धांत
  • समय प्रतिक्रिया और आवृत्ति प्रतिक्रिया
  • एक सक्रिय एचपीएफ की कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी
  • एक सक्रिय एचपीएफ के लिए एक हस्तांतरण समारोह क्या है
  • पहला ऑर्डर सक्रिय ऑर्डर एचपीएफ डिजाइन करें
  • दूसरा आदेश सक्रिय एचपीएफ
  • दूसरे क्रम एचपीएफ के लिए स्थानांतरण समारोह
  • सक्रिय हाई पास फिल्टर के लाभ
  • एक एचपीएफ के अनुप्रयोग
  • पूछे जाने वाले प्रश्न

एक सक्रिय उच्च पास फ़िल्टर क्या है?

एक सक्रिय उच्च पास फ़िल्टर परिभाषा:

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर कुछ भी नहीं है, लेकिन एक सर्किट में एक सक्रिय घटक होता है जैसे कि एक ट्रांजिस्टर, एक परिचालन एम्पलीफायर (ऑप-एम्प), आदि। इन घटकों का उपयोग मुख्य रूप से बेहतर प्रदर्शन या बेहतर प्रवर्धन के लिए किया जाता है।

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर के घटक क्या हैं?

हम एक ऑप-एम्पी जोड़कर एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर बना सकते हैं निष्क्रिय उच्च पास फिल्टर।

सादगी, समय प्रभावशीलता और बढ़ती प्रौद्योगिकियों के कारण एक सेशन-एम्पी डिजाइनिंग को बढ़ावा देने के लिए, आम तौर पर, एक सेशन- amp एक सक्रिय हाई पास फिल्टर डिजाइन के लिए प्रयोग किया जाता है.

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर में, हमारे पास सीमित ऑप-एम्प बैंडविड्थ है। इसका अर्थ है कि ऑप-एम्प अपने लाभ और ऑप-एम्पी के ओपन-लूप विशेषताओं के अनुसार आवृत्ति को पारित करेगा।

सक्रिय उच्च पास फिल्टर का सर्किट आरेख:

सक्रिय हाई पास फ़िल्टर
Active High Pass Filter

उपरोक्त आकृति में, CR नेटवर्क फ़िल्टरिंग करता है, और op-amp एक एकता-लाभ अनुयायी के रूप में जुड़ा हुआ है। प्रतिक्रिया रोकनेवाला, Rf, डीसी बंद सेट को कम करने के लिए शामिल किया गया है।

यहाँ,

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रोकनेवाला आर के पार वोल्टेज,

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चूँकि op-amp का लाभ अनंत है, इसलिए हम इसे प्राप्त कर सकते हैं।

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कहा पे

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= हाई पास फिल्टर का पासबैंड लाभ,

f = इनपुट सिग्नल की आवृत्ति (Hz),

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उच्च पास फिल्टर (Hz) की कट-ऑफ आवृत्ति

    लाभ परिमाण,

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और चरण कोण (डिग्री में),

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एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर कैसे काम करता है?

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर का कार्य सिद्धांत:

फ़र्स्ट-ऑर्डर फ़िल्टर किसी भी फ़िल्टर का सबसे सरल रूप है जिसमें केवल एक प्रतिक्रियाशील घटक होता है, अर्थात, संधारित्र, क्योंकि इसका उपयोग निष्क्रिय फ़िल्टरों में भी किया जाता है। इसे एक सक्रिय फिल्टर में बदलने के लिए, एक निष्क्रिय प्रवाह के आउटपुट के लिए एक ऑप-एम्प का उपयोग किया जाता है।

अब, op-amp का उपयोग विभिन्न विन्यासों के लिए किया जाता है। प्रत्येक कॉन्फ़िगरेशन में फ़िल्टर के प्रदर्शन के लिए अतिरिक्त विशेषताएं हैं।

याद रखने वाली मुख्य बात यह है कि पहले क्रम का फ़िल्टर रोल-ऑफ दर है। रोल-ऑफ दर अपने इच्छित स्टॉपबैंड में एक फिल्टर के लाभ में परिवर्तन की दर है। यह हमें वक्र में स्थिरता दिखाता है और विकास कितनी तेजी से आवृत्ति के साथ बढ़ता है।

पहले क्रम के फिल्टर में रोल-ऑफ की दर होती है 20dB / दशक or 6dB / सप्तक।

        रोल ऑफ रेट = -20 एन डीबी / दशक = -६ एन डीबी / ऑक्टेव

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर के लक्षण:

एक सक्रिय एचपीएफ की समय प्रतिक्रिया और आवृत्ति प्रतिक्रिया

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उच्च पास फ़िल्टर संचालित करने के लिए, सत्यापन लाभ-परिमाण समीकरण से निम्नानुसार किया जा सकता है:

बहुत कम आवृत्ति पर, यानी।, च <चc,

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At च = चc,

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At च >> चc,

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सक्रिय उच्च पास फिल्टर की बैंडविड्थ उस आवृत्ति का मान दिखाती है जिससे संकेतों को पारित होने की अनुमति मिलती है। एक उदाहरण के रूप में, अगर उस हाई पास फिल्टर की बैंडविड्थ के रूप में दिया जाता है 50 kHz, इसका मतलब है कि 50 kHz से अनंत तक की एकमात्र आवृत्तियों को बैंडविड्थ की सीमा को पारित करने की अनुमति है।

आउटपुट सिग्नल का चरण कोण है कट-ऑफ पर +450 आवृत्ति। एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर की चरण पारी की गणना करने का सूत्र है

                     Ø = आर्कटैन (1 / 2πfRC)

सक्रिय हाई पास फ़िल्टर ट्रांसफर फ़ंक्शन

संधारित्र का प्रतिबाधा अक्सर बदलता रहता है, इसलिए इलेक्ट्रॉनिक फिल्टर में आवृत्ति-निर्भर प्रतिक्रिया होती है।

एक संधारित्र के जटिल प्रतिबाधा के रूप में दिया जाता है,

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जहां, एस = σ +jω, ω प्रति सेकंड रेडियन में कोणीय आवृत्ति है।

सर्किट के ट्रांसफर फ़ंक्शन को मानक सर्किट विश्लेषण तकनीकों जैसे कि का उपयोग करके पाया जा सकता है ओम का नियम, किर्चॉफ्स लॉ, सुपरपोजिशन प्रमेय, आदि

एक TF का रूप से लिया गया है इनपुट वोल्टेज में आउटपुट वोल्टेज का अनुपात

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हस्तांतरण समारोह का मानक रूप है:

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कहा पे,

a1 = संकेत का आयाम

ω0 = कोणीय कट-ऑफ आवृत्ति

आपूर्ती बंद करने की आवृत्ति:

कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी से हमारा क्या मतलब है?

कट-ऑफ आवृत्ति के द्वारा, हम एक स्पेक्ट्रम के उपयोगी या आवश्यक हिस्से को परिभाषित करते हैं। यह एक उपकरण या फ़िल्टर के ऊपर या नीचे एक आवृत्ति स्तर है, जो प्रतिक्रिया नहीं दे सकता है या ठीक से संचालित नहीं किया जा सकता है।

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर के लिए कट-ऑफ आवृत्ति विशेष आवृत्ति है जिस पर लोड (आउटपुट) वोल्टेज है 70.7% के बराबर स्रोत (इनपुट) वोल्टेज। मूल या आउटपुट वोल्टेज 70.7% इनपुट या लोड वोल्टेज और इसके विपरीत से अधिक महत्वपूर्ण है।

कट-ऑफ आवृत्ति भी उन आवृत्तियों को इंगित करती है, जिस पर आउटपुट पथ की शक्ति इसके अधिकतम मूल्य से आधी हो जाती है। ये आधा-शक्ति अंक लाभ की गिरावट के अनुरूप हैं 3 डीबी (0.7071)) अधिकतम डीबी मूल्य के सापेक्ष।

सक्रिय हाई पास फिल्टर की फ़िल्टर डिजाइनिंग:

एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर का निर्माण करने के लिए, हमें निम्नलिखित चरणों को लागू करने की आवश्यकता है-

कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी का मान,

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चुना जाता है।

आमतौर पर 0.001 और 0.1 ,F के बीच समाई C का मान चुना जाता है।

प्रतिरोध R के मान का उपयोग संबंध से किया जाता है,

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अब, आर के मान1 और आरf संबंध के उपयोग से वांछित पास-बैंड लाभ के आधार पर चयन किया जाता है,

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दूसरा-ऑर्डर सक्रिय हाई पास फ़िल्टर:

दूसरे क्रम का फिल्टर क्या है?

प्रत्येक आउटपुट नमूने को बनाने में उपयोग किए गए प्रत्येक नमूने में अधिकतम विलंब को कहा जाता है आदेश उसका विशेष रूप से फ़िल्टर।

दूसरे क्रम के फिल्टर में ज्यादातर दो होते हैं आरसी फिल्टर, जो एक प्रदान करने के लिए एक साथ जुड़ा हुआ है -40 डीबी / दशक रोल-ऑफ दर।

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दूसरा-ऑर्डर सक्रिय हाई पास फ़िल्टर

जहां एम्पलीफायर का डीसी लाभ =

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एक दूसरे क्रम के सक्रिय उच्च पास फिल्टर का स्थानांतरण कार्य परिवर्तन द्वारा कम पास फिल्टर के हस्तांतरण समारोह से प्राप्त किया जा सकता है,

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  • स्थानापन्न s = jω, अंतरण कार्य है,
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उपरोक्त समीकरण में, जब whenà0, |एच (जे)|=0. इस प्रकार फिल्टर की कम आवृत्ति लाभ शून्य है।

यदि हम इसकी तुलना बटरवर्थ फिल्टर ट्रांसफर फंक्शन से करते हैं, तो हमें मिल जाता है

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एक दूसरे क्रम एचपीएफ की विशेषता वक्र

एक दूसरे क्रम के सक्रिय उच्च पास फिल्टर की आवृत्ति प्रतिक्रिया उपरोक्त आरेख में दिखाई गई है। यह ध्यान दिया जाता है कि फिल्टर में बहुत तेज रोल-ऑफ प्रतिक्रिया होती है।

एक उच्च पास के लिए डिजाइन प्रक्रिया कम पास के समान होगी।

आवृत्ति प्रतिक्रिया एक अधिकतम सपाट होगी, यानी, बहुत तेज रोल-ऑफ प्रतिक्रिया।

सक्रिय उच्च पास फिल्टर का उपयोग करने के लाभ:

एक के कई महत्वपूर्ण लाभ हैं सक्रिय हाई पास फ़िल्टर, उनमें से कुछ हैं:

  • जब भी कोई छोटा सिग्नल मौजूद होता है, तो एक सक्रिय हाई पास फ़िल्टर का उपयोग प्रवर्धन कारक को बढ़ाने के लिए किया जाता है, जो उन छोटे संकेतों के आयाम को भी बढ़ाता है।
  • बहुत उच्च इनपुट प्रतिबाधा के कारण, सक्रिय उच्च पास फिल्टर किसी भी पूर्ववर्ती सर्किट में किसी भी नुकसान के बिना कुशल संकेतों को स्थानांतरित कर सकते हैं।
  • सक्रिय फिल्टर में आमतौर पर बहुत कम आउटपुट प्रतिबाधा होती है, जो कुशल संकेतों को उसके अगले चरण में स्थानांतरित करने के लिए एकदम सही है, ज्यादातर जब वे विभिन्न मल्टीस्टेज फिल्टर में उपयोग किए जाते हैं।
  • इस प्रकार के फिल्टर हमें सुचारू आवृत्तियाँ प्रदान करते हैं।
  • उनके पास एक तेज रोल-ऑफ प्रतिक्रिया है।
  • वांछित चैनल आवृत्ति का चयन करने के लिए रिसीवर को मजबूत प्रसारण शक्ति।
  • किसी भी इलेक्ट्रिकल या इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस में ऑडियो प्रोसेसिंग के लिए सर्वश्रेष्ठ।
  • सक्रिय एचपीएफ डीसी आदि से प्रवर्धन को रोकता है।

सक्रिय उच्च पास फिल्टर के आवेदन:

  • वीडियो से संबंधित फ़िल्टर के मामले में उच्च आवृत्ति प्रसारित करने के लिए।
  • हम एक तिहरा तुल्यकारक के रूप में एचपीएफ का उपयोग करते हैं।
  • हम अक्सर एक तिहरे बूस्ट फिल्टर के रूप में एचपीएफ का उपयोग करते हैं।
  • हम विभिन्न तरंगों के आधार पर आवृत्ति बदल रहे हैं।
  • सक्रिय हाई पास फिल्टर का उपयोग ऑसिलोस्कोप में भी किया जाता है।
  • जनरेटर में, इन फिल्टर का उपयोग किया जाता है।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

उच्च पास फिल्टर कहां उपयोग किए जाते हैं?

      सभी ध्वनि स्रोतों में उच्च पास फिल्टर का उपयोग अवांछित शोर को हटाने के लिए किया जाता है जो महत्वपूर्ण आवृत्तियों के नीचे लटके होते हैं।

कई अवांछित ध्वनियों को एक उच्च पिच सिग्नल के कुछ लाउड कोर द्वारा छिपाया जा सकता है और इसे अनदेखा किया जा सकता है। सुनने की सीमा के कारण हमें गड़गड़ाहट सुनने को नहीं मिलती है क्योंकि स्पेक्ट्रोम्स के सबसे निचले हिस्से 20-40 हर्ट्ज के आसपास होते हैं। हाई पास फिल्टर भी उन शोरों को खत्म करते हैं या इसे कम करते हैं जो उन्हें लगभग चुप कर देता है।

क्या मुझे पावर स्रोत के रूप में एक उच्च पास फिल्टर का आउटपुट मिल सकता है?

एक उच्च पास फिल्टर एक इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर है जो उच्च आवृत्तियों के साथ संकेतों को पारित करता है जो कट-ऑफ आवृत्ति रेंज से ऊपर होते हैं और उन आवृत्तियों को भी काटते हैं जो कट-ऑफ रेंज से नीचे हैं।

अब, विशिष्ट उच्च पास फिल्टर के आउटपुट में इसकी निर्दिष्ट कट-ऑफ आवृत्ति (एफ) के कारण कोई डीसी (0 हर्ट्ज) वोल्टेज नहीं हैc) है। एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर की निचली कट-ऑफ आवृत्ति 70.7% या -3 डीबी (डीबी = -20 एल वी) हैआउट/Vin) वोल्टेज लाभ जो इसे पारित करने की अनुमति देता है उसे बिजली की आपूर्ति के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

उच्च पास फिल्टर के संबंध में कोने की आवृत्ति का क्या अर्थ है?

कोने की आवृत्ति, जिसे कट-ऑफ आवृत्ति भी कहा जाता है, एक विशिष्ट आवृत्ति को परिभाषित करता है, जिस पर स्थानांतरण क्षीणन -3dB से नीचे (50%) 0dB या पास-बैंड स्तर से परिमाण तक पहुंच जाता है।

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सौम्या भट्टाचार्य के बारे में

एक्टिव हाई पास फिल्टर क्या है? | फायदे | महत्वपूर्ण अनुप्रयोगवर्तमान में मैं इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में निवेशित हूं।
मेरे लेख एक बहुत ही सरल लेकिन सूचनात्मक दृष्टिकोण में कोर इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं।
मैं एक विशद शिक्षार्थी हूं और इलेक्ट्रॉनिक्स डोमेन के क्षेत्र में सभी नवीनतम तकनीकों से खुद को अपडेट रखने की कोशिश करता हूं।

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