एक्टिव लो पास फिल्टर:13 तथ्य जो ज्यादातर शुरुआती नहीं जानते!

  • एक सक्रिय एलपीएफ की परिभाषा
  • एक सक्रिय एलपीएफ क्या करता है?
  • एक सक्रिय एलपीएफ के घटक
  • फ़्रिक्वेंसी प्रतिक्रिया
  • सक्रिय डिजाइन एलपीएफ
  • आवृत्ति स्केलिंग
  • स्थानांतरण प्रकार्य
  • एक दूसरे क्रम का एलपीएफ क्या है
  • दूसरे क्रम के सक्रिय एलपीएफ का स्थानांतरण कार्य
  • एक दूसरे क्रम का सक्रिय एलपीएफ डिज़ाइन करें
  • सक्रिय कम-पास और निष्क्रिय कम-पास फिल्टर के बीच तुलना
  • हम सक्रिय एलपीएफ का उपयोग क्यों करते हैं
  • एक सक्रिय एलपीएफ के लाभ
  • अक्सर पूछे गए प्रश्न

एक सक्रिय कम पास फ़िल्टर क्या है?

सबसे पहले सबसे पहले, आइए चर्चा करते हैं कि एक सरल क्या है लो पास फ़िल्टर है-

"कम पास फ़िल्टर एक प्रकार का फिल्टर है जो मुख्य रूप से एक आवृत्ति के साथ संकेतों को पारित करता है जो विशेष कट-ऑफ आवृत्ति से कम होता है और कट-ऑफ रेंज की तुलना में सभी आवृत्ति को बढ़ाता है। ".

अब, ए सक्रिय कम पास फिल्टर से बना है सक्रिय घटक Op-amp, प्रतिरोधों की तरह, और यह भी कम के साथ कम आवृत्ति संकेत वहन करती है प्रतिरोध और एक है निरंतर उत्पादन लाभ शून्य से कट-ऑफ आवृत्ति तक।

कम पास सक्रिय फिल्टर के घटक: 

सक्रिय फिल्टर में सक्रिय घटक होते हैं जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है जैसे कि ऑपरेशनल एम्पलीफायर, ट्रांजिस्टर या सर्किटरी के भीतर FET।

एक सक्रिय फिल्टर में आमतौर पर एम्पलीफायरों, कैपेसिटर और प्रतिरोध होते हैं।

तो आम तौर पर, कम पास सक्रिय फ़िल्टर किसी भी फ़िल्टर का उपयोग कर रहा है a ऑप एंप इतनी कम लागत में प्रदर्शन और पूर्वानुमान को बेहतर बनाने के लिए।

एक्टिव लो पास फिल्टर कैसे काम करता है

सक्रिय कम पास फ़िल्टर
सक्रिय कम पास फ़िल्टर

                               

उपरोक्त आकृति में, यह आमतौर पर कम इस्तेमाल किया जाने वाला सक्रिय फ़िल्टर है।

कम पास फिल्टर की आवृत्ति प्रतिक्रिया:

एलपीएफ चारैक 1.1 1
एक सक्रिय एलपीएफ की विशेषता वक्र

सक्रिय कम पास फिल्टर डिजाइन:

प्रतिरोध R =

ईक्यू 10 2

              Fc = आपूर्ती बंद करने की आवृत्ति

              Ωc = आपूर्ती बंद करने की आवृत्ति

              सी = समाई

ईक्यू 11 2

एक कट-ऑफ आवृत्ति को आरसी या सी के साथ गुणा करके अलग किया जा सकता है।

ईक्यू 12 2

पहले ऑर्डर एक्टिव लो पास फिल्टर का ट्रांसफर फंक्शन:

फ़िल्टर के लिए विभेदक समीकरण -

ईक्यू 13 3

दूसरा आदेश सक्रिय एलपीएफ:

एक दूसरे क्रम का एलपीएफ क्या है?

दूसरे क्रम के फिल्टर का निर्माण करने के लिए, हम आमतौर पर एक ऑप-एम्प का उपयोग करते हैं, और इसलिए दूसरे क्रम के फिल्टर को वीसीवी फिल्टर भी कहा जा सकता है; जहां VCVS को 'वोल्ट कंट्रोल वोल्टेज सोर्स' एम्पलीफायर के लिए संदर्भित किया जाता है। हम पहले-क्रम सक्रिय आरसी फ़िल्टर के साथ-साथ एक दूसरे-क्रम फ़िल्टर को डिज़ाइन करते हैं।

के रूप में यह एक कम पास फिल्टर है, यह केवल कम आवृत्ति संकेतों को पारित करने की अनुमति देता है, और यह निर्दिष्ट आवृत्ति रेंज के ऊपर सभी उच्च आवृत्तियों को आकर्षित करता है।

एक दूसरे क्रम का कम पास फिल्टर उच्च आवृत्ति संकेतों को अधिक सटीक रूप से दर्शाता है। लाभ 12 डीबी प्रति ऑक्टेव की दर से कम हो जाता है। दूसरे तरीके से यह 40 डीबी / दशक है।

दूसरा ऑर्डर एलपीएफ
दूसरा आदेश एलपीएफ आरेख

                                                                                   

एक दूसरे क्रम के फिल्टर में,

ईक्यू 1 2

जब रोकनेवाला और संधारित्र मान भिन्न होते हैं,

ईक्यू 2 4

जब रोकनेवाला और संधारित्र मान समान होते हैं,

ईक्यू 3 4

दूसरा ऑर्डर एक्टिव लो पास फिल्टर का ट्रांसफर फंक्शन:

स्थानांतरण फ़ंक्शन को इस रूप में दर्शाया गया है,

ईक्यू 4 4

स्थानांतरण समारोह की भयावहता -

ईक्यू 5 3

कहां ωc कट-ऑफ फ्रीक्वेंसी है।

सेकंड-ऑर्डर कम-पास सक्रिय फिल्टर की आवृत्ति-प्रतिक्रियाएं दी गई हैं।

दूसरा क्रम चारैक
2 डी क्रम एलपीएफ की आवृत्ति प्रतिक्रिया

                                                                          

दूसरे क्रम के सक्रिय कम पास फ़िल्टर का डिज़ाइन

सबसे पहले, हम कट-ऑफ आवृत्ति का मूल्य चुनते हैं, valuec (या चc).

आर खोजें,

ईक्यू 6 3
  • Rf आता है -

                              Rf = के (2 आर) = 3.172 आर।

  • आर 1 का पता लगाएं, जबकि के = 1.586
अंतिम EQ

एक्टिव लो पास फिल्टर और पैसिव लो पास फिल्टर के बीच अंतर:

  • सक्रिय घटक प्रभावी रूप से महंगे हैं, यही कारण है कि सक्रिय फिल्टर महंगे भी हैं, जबकि निष्क्रिय घटकों की उपस्थिति के कारण निष्क्रिय फिल्टर की लागत कम है।
  • सक्रिय कम पास फिल्टर सर्किट एक जटिल एक है, जबकि एक निष्क्रिय कम पास फिल्टर सर्किट में कम जटिलता है।
  • एक सक्रिय एलपीएफ संचालित करने के लिए, हमें इसे संचालित करने के लिए एक बाहरी बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता है। लेकिन निष्क्रिय फिल्टर को बाहरी शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि यह लागू इनपुट सिग्नल से इसके संचालन के लिए ऊर्जा चलाता है।
  • निष्क्रिय फिल्टर में सक्रिय कम पास फिल्टर की तुलना में अधिक घटक होते हैं; इसलिए वे वजन में भारी होते हैं।
  • सक्रिय एलपीएफ तापमान परिवर्तन के दौरान अधिक संवेदनशील है, लेकिन निष्क्रिय लोग तापमान के विकास के साथ कम संवेदनशीलता दिखाते हैं।

सक्रिय एलपीएफ का उपयोग क्यों करें?

अन्य सक्रिय फिल्टर की तुलना में कम जटिल सर्किट्री और कम कीमत के कारण, हम कई क्षेत्रों में सक्रिय एलपीएफ का उपयोग करते हैं.

उन्हें यहाँ देखें - लो पास फ़िल्टर एप्लीकेशन।

  • 'Hiss' फिल्टर्स में लो पास फिल्टर का उपयोग किया जाता है।
  • ये फ़िल्टर ADCs में भी उपयोग किए जाते हैं। वे उस सर्किट में एंटी-अलियासिंग फिल्टर के रूप में कार्य करते हैं।
  • एलपीएफ का उपयोग आरएफ ट्रांसमीटर से हार्मोनिक उत्सर्जन को रोकने के लिए भी किया जाता है।
  • ये फ़िल्टर म्यूज़िक सिस्टम में भी एप्लिकेशन ढूंढते हैं। वहाँ ये फिल्टर उच्च आवृत्ति घटकों को छोड़ देता है।

एक सक्रिय कम पास फिल्टर के लाभ:

  • आगमनात्मक विशेषताओं के साथ एक हस्तांतरण समारोह के लिए, यह आवृत्तियों की स्वीकार्य सीमा के साथ संतोषजनक उत्पादन प्राप्त कर सकता है।
  • उच्च इनपुट प्रतिबाधा और निम्न आउटपुट प्रतिबाधा op-amp सर्किट बनाते हैं कैस्केडिंग करते समय उत्कृष्ट।
  • बेहतर प्रवर्धन के कारण, यह अधिक लाभ प्रदान करता है।

एक सक्रिय कम पास फिल्टर में 3 डी आवृत्ति क्या है?

3 डीबी पावर स्तर है, जहां कट-ऑफ आवृत्ति अधिकतम मूल्य से 3 डीबी नीचे है, और 3 डीबी आमतौर पर अधिकतम शक्ति का आधा है।

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