ตัวกรอง High Pass คืออะไร

"ตัวกรอง High Pass เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับวงจรตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำอย่างแม่นยำเนื่องจากส่วนประกอบทั้งสองได้ถูกสับเปลี่ยนกับสัญญาณเอาท์พุทของตัวกรองที่ถูกนำมาจากทั่วตัวต้านทานที่นี่เนื่องจากตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำอนุญาตให้ส่งสัญญาณผ่านจุดตัดความถี่ต่ำกว่า, ƒc, วงจรตัวกรองสัญญาณความถี่สูงแบบพาสซีฟตามที่ชื่อมีความหมาย, ส่งสัญญาณเฉพาะเหนือจุดตัดที่เลือกเท่านั้น, eliminc กำจัดสัญญาณความถี่ต่ำใด ๆ รูปคลื่น ----- FMUSER"

คอนเทนต์

1) วงจรกรอง High Pass

2) การตอบสนองความถี่ของตัวกรอง High Pass ลำดับที่ 1

3) ความถี่ตัดและการเลื่อนเฟส

4) High Pass Filter ตัวอย่าง No1

5) ตัวกรอง High Pass ลำดับที่สอง

6) ข้อมูลสรุปตัวกรอง High Pass

7) ความแตกต่างของ RC

วงจรกรอง High Pass

ในการจัดเรียงวงจรนี้ปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุสูงมากที่ความถี่ต่ำดังนั้นตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนวงจรเปิดและบล็อกสัญญาณอินพุตใด ๆ ที่ VIN จนกระทั่งถึงจุดตัด (ƒC) 

เหนือจุดความถี่ตัดนี้ค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะลดลงอย่างเพียงพอซึ่งในขณะนี้ทำหน้าที่เหมือนไฟฟ้าลัดวงจรมากขึ้นทำให้สัญญาณอินพุตทั้งหมดผ่านตรงไปยังเอาต์พุตดังที่แสดงด้านล่างในกราฟตอบสนองของฟิลเตอร์

ดูเพิ่มเติมที่: >> ตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำคืออะไรและจะสร้างตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำได้อย่างไร 

การตอบสนองความถี่ของตัวกรอง High Pass ลำดับที่ 1

เส้นโค้งการโบเดตหรือการตอบสนองความถี่ด้านบนสำหรับตัวกรองพาสแบบพาสซีฟสูงนั้นเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ สัญญาณจะถูกลดทอนหรือลดลงที่ความถี่ต่ำโดยมีเอาต์พุตเพิ่มขึ้นที่ + 20dB / Decade (6dB / Octave) จนกระทั่งความถี่ถึงจุดตัด (ƒc) ที่ R = Xc อีกครั้ง 

มีเส้นโค้งการตอบสนองที่ขยายลงจากอินฟินิตี้ไปยังความถี่ตัดโดยที่แอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าขาออกคือ 1 / √2 = 70.7% ของค่าสัญญาณอินพุตหรือ -3dB (20 log (Vout / Vin)) ของอินพุต มูลค่า.

นอกจากนี้เราจะเห็นได้ว่ามุมเฟส (Φ) ของสัญญาณเอาต์พุต LEADS นั้นของอินพุตและเท่ากับ + 45o ที่ความถี่ƒc เส้นโค้งการตอบสนองความถี่สำหรับตัวกรองนี้บ่งบอกว่าตัวกรองสามารถส่งสัญญาณทั้งหมดออกไปไม่สิ้นสุด อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติการตอบสนองของตัวกรองไม่ได้ขยายไปถึงอนันต์ แต่ถูก จำกัด ด้วยคุณสมบัติทางไฟฟ้าของส่วนประกอบที่ใช้

จุดความถี่ตัดสำหรับตัวกรองความถี่สูงลำดับที่หนึ่งสามารถพบได้โดยใช้สมการเดียวกับตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน แต่สมการสำหรับการเปลี่ยนเฟสนั้นถูกปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่ออธิบายมุมของเฟสบวกดังที่แสดงด้านล่าง

ดูเพิ่มเติมที่: >> วิธีการออกแบบตัวกรองความถี่ต่ำ - ซับวูฟเฟอร์?

ความถี่ตัดและการเลื่อนเฟส

 

วงจรที่ได้รับ, Av ที่ได้รับเป็น Vout / Vin (ขนาด) และคำนวณเป็น:

High Pass Filter ตัวอย่าง No1
คำนวณความถี่การตัดหรือ "เบรกพอยต์" (ƒc) สำหรับตัวกรองพาสแบบพาสซีฟสูงแบบพาสซีฟที่เรียบง่ายซึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุ 82pF ที่ต่ออยู่เป็นอนุกรมพร้อมตัวต้านทาน240kΩ

ตัวกรอง High Pass ลำดับที่สอง
อีกครั้งเช่นเดียวกับตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำขั้นตอนตัวกรองสัญญาณความถี่สูงสามารถเรียงซ้อนกันเพื่อสร้างตัวกรองลำดับที่สอง

 

วงจรข้างต้นใช้ตัวกรองลำดับที่หนึ่งสองตัวที่เชื่อมต่อกันหรือเรียงซ้อนกันเพื่อสร้างเครือข่าย High Pass ลำดับที่สองหรือสองขั้ว จากนั้นขั้นตอนตัวกรองลำดับที่หนึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นประเภทลำดับที่สองได้โดยใช้เครือข่าย RC เพิ่มเติมเช่นเดียวกับตัวกรอง low-order ลำดับที่สอง วงจรกรองผ่านความถี่สูงลำดับที่สองที่ได้จะมีความชัน 2dB / ทศวรรษ (40dB / octave)

เช่นเดียวกับตัวกรองความถี่ต่ำ, ความถี่ตัด, ƒcถูกกำหนดโดยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุดังนี้

ในทางปฏิบัติการเรียงซ้อนตัวกรองเรื่อย ๆ เข้าด้วยกันเพื่อสร้างตัวกรองคำสั่งซื้อขนาดใหญ่นั้นยากที่จะนำไปใช้อย่างแม่นยำเนื่องจากอิมพีแดนซ์แบบไดนามิกของแต่ละตัวกรองคำสั่งซื้อนั้น อย่างไรก็ตามเพื่อลดเอฟเฟกต์การโหลดเราสามารถสร้างอิมพีแดนซ์ของแต่ละขั้นตอนต่อไปนี้ 10 เท่าของขั้นตอนก่อนหน้าดังนั้น R2 = 10 * R1 และ C2 = 1 / 10th ของ C1

ดูเพิ่มเติมที่: >> ตัวกรอง Lowpass: มันคือสิ่งที่คุณมีและคุณทำกับมัน! 

ข้อมูลสรุปตัวกรอง High Pass
เราได้เห็นแล้วว่าตัวกรองพาสซีฟ High Pass นั้นตรงกันข้ามกับฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ ตัวกรองนี้ไม่มีแรงดันเอาต์พุตจาก DC (0Hz) ถึงจุดตัดความถี่ (ƒc) ที่ระบุ จุดตัดความถี่ที่ต่ำกว่านี้คือ 70.7% หรือ -3dB (dB = -20log VOUT / VIN) ของอัตราขยายแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตให้ผ่านได้

ช่วงความถี่“ ด้านล่าง” จุดตัดนี้ƒcโดยทั่วไปเรียกว่า Stop Band ในขณะที่ช่วงความถี่“ เหนือ” จุดตัดนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ Pass Band

ความถี่การตัดความถี่ของมุมหรือจุด -3dB ของตัวกรองสัญญาณความถี่สูงสามารถค้นหาได้โดยใช้สูตรมาตรฐานที่: ƒc = 1 / (2πRC) มุมเฟสของสัญญาณเอาต์พุตที่ƒcเท่ากับ + 45o โดยทั่วไปฟิลเตอร์กรองความถี่สูงจะบิดเบือนน้อยกว่าฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำเนื่องจากมีความถี่ในการใช้งานที่สูงกว่า

แอปพลิเคชั่นที่ใช้กันทั่วไปมากของตัวกรองแบบพาสซีฟนี้อยู่ในแอมพลิฟายเออร์เสียงในฐานะตัวเก็บประจุเชื่อมต่อระหว่างแอมพลิฟายเออร์เสียงสองขั้นตอนและในระบบลำโพงเพื่อส่งสัญญาณความถี่สูง ยังใช้เป็นตัวกรองเพื่อลดเสียงความถี่ต่ำหรือการบิดเบือนประเภท "ดังก้อง" 

เมื่อใช้อย่างนี้ในแอปพลิเคชันเสียงตัวกรอง High pass บางครั้งเรียกว่าตัวกรอง“ low-cut” หรือ“ bass cut”

แรงดันไฟฟ้าขาออก Vout ขึ้นอยู่กับค่าคงที่เวลาและความถี่ของสัญญาณอินพุตตามที่เห็นก่อนหน้านี้ สัญญาณไซน์ไซด์ AC ที่ใช้กับวงจรจะทำหน้าที่เป็นตัวกรอง high pass ลำดับที่ 1 อย่างง่าย แต่ถ้าเราเปลี่ยนสัญญาณอินพุตให้เป็นสัญญาณรูป“ คลื่นสี่เหลี่ยม” ซึ่งมีอินพุตขั้นตอนเกือบเป็นแนวตั้งการตอบสนองของวงจรจะเปลี่ยนไปอย่างมากและสร้างวงจรที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ

ดูเพิ่มเติมที่: >> การสอนพื้นฐานเกี่ยวกับตัวกรอง RF 

ความแตกต่างของ RC

จนถึงปัจจุบันรูปคลื่นสัญญาณเข้าของตัวกรองถูกสันนิษฐานว่าเป็นไซน์หรือคลื่นไซน์ซึ่งประกอบด้วยสัญญาณพื้นฐานและฮาร์โมนิกส์บางตัวที่ทำงานในโดเมนความถี่ทำให้เรามีการตอบสนองโดเมนความถี่สำหรับตัวกรอง อย่างไรก็ตามหากเราป้อน High Pass Filter ด้วยสัญญาณ Square Wave ที่ทำงานในโดเมนเวลาที่ให้อินพุตแบบอิมพัลส์หรือการตอบสนองแบบขั้นตอนรูปคลื่นของเอาต์พุตจะประกอบด้วยพัลส์หรือ spikes ระยะเวลาสั้น ๆ ดังที่แสดง

วงจรความแตกต่างของ RC

แต่ละรอบของรูปคลื่นของรูปสี่เหลี่ยมป้อนคลื่นสร้างสองหนที่เอาท์พุทหนึ่งบวกและลบหนึ่งและมีแอมพลิจูดเท่ากับของอินพุต อัตราการสลายตัวของเดือยขึ้นอยู่กับค่าคงที่เวลา (RC) ของส่วนประกอบทั้งสอง (t = R x C) และค่าของความถี่อินพุท พัลส์เอาต์พุตคล้ายกับรูปร่างของสัญญาณอินพุตมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น

คุณอาจชอบ:

ความแตกต่างระหว่าง AM และ FM คืออะไร?

เอฟเอ็ม (ความถี่) คืออะไร?

เป็นความแตกต่างระหว่าง AM และวิทยุ FM สัญญาณคืออะไร?

ความถี่คลื่นความถี่ข้อดีและข้อเสีย

ตัวรับ AM และตัวรับ FM ความแตกต่างระหว่างเครื่องรับ AM และเครื่องรับ FM

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ