Elektronische Schaltungen - Lineare Wellenformung
Ein Signal kann auch als bezeichnet werden Wave. Jede Welle hat eine bestimmte Form, wenn sie in einem Diagramm dargestellt wird. Diese Form kann von verschiedenen Arten sein, wie sinusförmig, quadratisch, dreieckig usw., die sich in Bezug auf den Zeitraum unterscheiden, oder sie können einige zufällige Formen aufweisen, die den Zeitraum nicht berücksichtigen.
Arten der Wellenformung
Es gibt zwei Haupttypen der Wellenformung. Sie sind -
- Lineare Wellenformung
- Nichtlineare Wellenformung
Lineare Wellenformung
Lineare Elemente wie Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten werden verwendet, um ein Signal bei dieser linearen Wellenformung zu formen. Ein Sinuswelleneingang hat einen Sinuswellenausgang, und daher werden die nicht sinusförmigen Eingänge stärker zum Verständnis der linearen Wellenformung verwendet.
Filtering ist der Prozess der Dämpfung des unerwünschten Signals oder der Wiedergabe der ausgewählten Teile der Frequenzkomponenten eines bestimmten Signals.
Filter
Wenn beim Formen eines Signals einige Teile des Signals als unerwünscht empfunden werden, können sie mithilfe einer Filterschaltung abgeschnitten werden. A Filter is a circuit that can remove unwanted portions of a signal at its input. Der Vorgang der Verringerung der Signalstärke wird auch als bezeichnetAttenuation.
Wir haben nur wenige Komponenten, die uns bei Filtertechniken helfen.
EIN Capacitor hat die Eigenschaft zu allow AC und zu block DC
Ein Inductor hat die Eigenschaft zu allow DC aber blocks AC.
Mit diesen Eigenschaften werden diese beiden Komponenten insbesondere zum Blockieren oder Zulassen verwendet AC oder DC. Die Filter können abhängig von diesen Eigenschaften entworfen werden.
Wir haben vier Haupttypen von Filtern -
- Tiefpassfilter
- Hochpassfilter
- Bandpassfilter
- Bandsperrfilter
Lassen Sie uns diese Filtertypen nun im Detail diskutieren.
Tiefpassfilter
Eine Filterschaltung, die eine Reihe von Frequenzen zulässt, die unter einem bestimmten Wert liegen, kann als bezeichnet werden Low pass filter. Dieser Filter lässt die niedrigeren Frequenzen durch. Das Schaltbild eines Tiefpassfilters mit RC und RL ist wie folgt.
Das Kondensatorfilter oder RC Filter und Induktivitätsfilter oder RL-Filter wirken beide als Tiefpassfilter.
The RC filter- Wenn der Kondensator in einen Nebenschluss geschaltet wird, wird der zulässige Wechselstrom geerdet. Dies umgeht alle Hochfrequenzkomponenten und ermöglicht Gleichstrom am Ausgang.
The RL filter- Da der Induktor in Reihe geschaltet ist, wird der Gleichstrom zum Ausgang zugelassen. Der Induktor blockiert Wechselstrom, der am Ausgang nicht zulässig ist.
Das Symbol für ein Tiefpassfilter (LPF) lautet wie folgt.
Frequenzgang
Der Frequenzgang eines praktischen Filters ist wie hier unten gezeigt, und der Frequenzgang eines idealen LPF, wenn die praktischen Überlegungen elektronischer Komponenten nicht berücksichtigt werden, ist wie folgt.
Die Grenzfrequenz für jedes Filter ist die kritische Frequenz $ f_ {c} $, für die das Filter das Signal dämpfen (abschneiden) soll. Ein idealer Filter hat eine perfekte Abschaltung, während ein praktischer Filter nur wenige Einschränkungen aufweist.
Der RLC-Filter
Wenn man die RC- und RL-Filter kennt, kann man sich vorstellen, dass es gut wäre, diese beiden Schaltkreise hinzuzufügen, um eine bessere Reaktion zu erzielen. Die folgende Abbildung zeigt, wie die RLC-Schaltung aussieht.
Das Signal am Eingang geht durch die Induktivität, die Wechselstrom blockiert und Gleichstrom zulässt. Dieser Ausgang wird nun im Shunt erneut durch den Kondensator geleitet, wodurch die verbleibende Wechselstromkomponente, falls vorhanden, im Signal geerdet wird und Gleichstrom am Ausgang zugelassen wird. Wir haben also einen reinen Gleichstrom am Ausgang. Dies ist eine bessere Tiefpassschaltung als beide.
Hochpassfilter
Eine Filterschaltung, die eine Reihe von Frequenzen zulässt above a specified value kann als bezeichnet werden High pass filter. Dieser Filter lässt die höheren Frequenzen durch. Das Schaltbild eines Hochpassfilters mit RC und RL ist wie folgt.
Das Kondensatorfilter oder RC Filter und der Induktivitätsfilter oder RL Filter beide wirken als Hochpassfilter.
Der RC-Filter
Wenn der Kondensator in Reihe geschaltet wird, blockiert er die Gleichstromkomponenten und lässt die Wechselstromkomponenten zum Ausgang. Daher erscheinen die Hochfrequenzkomponenten am Ausgang über dem Widerstand.
Der RL-Filter
Wenn der Induktor in einen Nebenschluss geschaltet wird, darf der Gleichstrom geerdet werden. Die verbleibende AC-Komponente wird am Ausgang angezeigt. Das Symbol für einen Hochpassfilter (HPF) lautet wie folgt.
Frequenzgang
Der Frequenzgang eines praktischen Filters ist wie hier unten gezeigt, und der Frequenzgang eines idealen HPF, wenn die praktischen Überlegungen elektronischer Komponenten nicht berücksichtigt werden, ist wie folgt.
Die Grenzfrequenz für jedes Filter ist die kritische Frequenz $ f_ {c} $, für die das Filter das Signal dämpfen (abschneiden) soll. Ein idealer Filter hat eine perfekte Abschaltung, während ein praktischer Filter nur wenige Einschränkungen aufweist.
Der RLC-Filter
Wenn man die RC- und RL-Filter kennt, kann man sich vorstellen, dass es gut wäre, diese beiden Schaltkreise hinzuzufügen, um eine bessere Reaktion zu erzielen. Die folgende Abbildung zeigt, wie die RLC-Schaltung aussieht.
Das Signal am Eingang geht durch den Kondensator, der Gleichstrom blockiert und Wechselstrom zulässt. Dieser Ausgang wird nun im Shunt erneut durch den Induktor geleitet, wodurch die verbleibende Gleichstromkomponente, falls vorhanden, im Signal geerdet wird und Wechselstrom am Ausgang zugelassen wird. Somit haben wir einen reinen Wechselstrom am Ausgang. Dies ist eine bessere Hochpassschaltung als beide.
Bandpassfilter
Eine Filterschaltung, die eine Reihe von Frequenzen zulässt between two specified values kann als bezeichnet werden Band pass filter. Dieser Filter lässt ein Frequenzband durch.
Da wir einige der niedrigen und hohen Frequenzen eliminieren müssen, um einen Satz spezifizierter Frequenzen auszuwählen, müssen wir einen HPF und einen LPF kaskadieren, um einen BPF zu erhalten. Dies kann auch durch Beobachtung der Frequenzgangkurven leicht verstanden werden.
Das Schaltbild eines Bandpassfilters ist wie folgt.
Die obige Schaltung kann auch unter Verwendung von RL-Schaltungen oder RLC-Schaltungen aufgebaut sein. Die obige ist eine RC-Schaltung, die zum einfachen Verständnis ausgewählt wurde.
Das Symbol für ein Bandpassfilter (BPF) ist wie folgt.
Frequenzgang
Der Frequenzgang eines praktischen Filters ist wie hier unten gezeigt, und der Frequenzgang eines idealen BPF, wenn die praktischen Überlegungen elektronischer Komponenten nicht berücksichtigt werden, ist wie folgt.
Die Grenzfrequenz für jedes Filter ist die kritische Frequenz $ f_ {c} $, für die das Filter das Signal dämpfen (abschneiden) soll. Ein idealer Filter hat eine perfekte Abschaltung, während ein praktischer Filter nur wenige Einschränkungen aufweist.
Bandstoppfilter
Eine Filterschaltung, die eine Reihe von Frequenzen blockiert oder dämpft between two specified values kann als bezeichnet werden Band Stop filter. Dieser Filter lehnt ein Frequenzband ab und kann daher auch als bezeichnet werdenBand Reject Filter.
Da wir einige der niedrigen und hohen Frequenzen eliminieren müssen, um einen Satz spezifizierter Frequenzen auszuwählen, müssen wir einen LPF und einen HPF kaskadieren, um einen BSF zu erhalten. Dies kann auch durch Beobachtung der Frequenzgangkurven leicht verstanden werden.
Das Schaltbild eines Bandsperrfilters ist wie folgt.
Die obige Schaltung kann auch unter Verwendung von RL-Schaltungen oder RLC-Schaltungen aufgebaut sein. Die obige ist eine RC-Schaltung, die zum einfachen Verständnis ausgewählt wurde.
Das Symbol für ein Bandsperrfilter (BSF) ist wie folgt.
Frequenzgang
Der Frequenzgang eines praktischen Filters ist wie hier unten gezeigt, und der Frequenzgang eines idealen BSF, wenn die praktischen Überlegungen elektronischer Komponenten nicht berücksichtigt werden, ist wie folgt.
Die Grenzfrequenz für jedes Filter ist die kritische Frequenz $ f_ {c} $, für die das Filter das Signal dämpfen (abschneiden) soll. Ein idealer Filter hat eine perfekte Abschaltung, während ein praktischer Filter nur wenige Einschränkungen aufweist.