Beth yw Hidlo Llwyddo Uchel: Gweithio a'i Gymwysiadau

Hidlau yw'r cylchedau electronig sy'n caniatáu cydrannau amledd penodol ac yn gwanhau cydrannau amledd diangen signal mewnbwn. Mae'r rhain i'w cael mewn amrywiol gymwysiadau electronig i ganiatáu ystod benodol o amleddau signal. Yn y bôn, rhennir hidlwyr yn ddau fath yn seiliedig ar y math o gydrannau a ddefnyddir wrth ddylunio a gweithredu. Hidlwyr Goddefol a hidlwyr Gweithredol ydyn nhw. Yn dibynnu ar yr ystod o amleddau, mae hidlwyr yn cael eu categoreiddio i 4 math. Hidlau Pas Isel, Hidlau Pas Uchel, Hidlau Pas Band, a Hidlau Stop Band ydyn nhw. Mae'r erthygl hon yn disgrifio'r Hidlydd Pas Uchel, y gellir ei ddefnyddio fel hidlydd gweithredol a hidlydd goddefol. Beth yw Hidlydd Llwyddo Uchel? Mae gan yr hidlydd y gallu i ganiatáu cydrannau amledd uchel signal ac yn gwanhau holl gydrannau amledd isel a signal, yn cael ei alw'n Hidlo Pass Uchel. Gall ganiatáu i'r cydrannau amledd uchel fod yn fwy na'r amledd torri i ffwrdd ac mae'n gwrthod holl gydrannau amledd diangen eraill signal. Mae'r mathau hyn o hidlwyr i'w cael mewn amrywiol gylchedau RF a systemau prosesu signal. Yn ymarferol, bydd yr hidlydd hwn yn caniatáu amleddau is signal, sy'n is na'r amledd torri i ffwrdd. Cylchdaith Hidlo Pas Uchel Mae'r gylched hon yr un fath â chylched cylched hidlo pasio isel, ac eithrio bod gwrthydd a chynhwysydd y cydrannau wedi'u cyfnewid fel y dangosir yn y ffigur isod.Mae gwrthydd a chynhwysydd elfennau goddefol Hidlo Pas Uchel CircuitTwo wedi'u cysylltu mewn cyfuniad cyfres i ganiatáu i'r amleddau sy'n uwch nag amledd torri signal. Mae foltedd allbwn signal ar gael ar draws y gwrthydd trwy gymhwyso foltedd mewnbwn ar draws y cynhwysydd. Daw'r math hwn o hidlydd o dan gylched hidlo pasio uchel y gorchymyn cyntaf. Nid yw'r HPF ail-orchymyn yn ddim ond rhaeadru dau gylched hidlydd pasio uchel RC mewn cyfres. Bydd y cynnydd yn enillion y band band yn yr HPF ail-orchymyn ar gyfradd o + 40dB / degawd. Gellir cynllunio cylched hidlo pasio uchel RC goddefol mewn dau gyfuniad fel gwrthydd a chynhwysydd (RC HPF goddefol); gwrthydd ac inductor (RL goddefol RL HPF) yn seiliedig ar y cais. Defnyddir y RC HPF goddefol ar gyfer cymwysiadau ar ystodau sain neu amledd isel. Defnyddir cylchedau goddefol RL HPF ar gyfer cymwysiadau ar RF neu ystodau amledd uchel. Gelwir y cylched hidlo pasio uchel hefyd yn hidlydd pasio uchel RC goddefol oherwydd y defnydd o elfennau goddefol fel gwrthydd a chynhwysydd. Y brif fantais yw, nid oes angen cymhwyso unrhyw gyflenwad pŵer allanol nac unrhyw gydrannau ymhelaethu. Mae'r RC HPF goddefol yn gylched syml HP HPF fel y dangosir yn y ffigur uchod. Mae'r cynhwysydd a'r gwrthydd wedi'u cysylltu mewn cyfres lle mae'r foltedd allbwn yn cael ei ddatblygu ar draws y gwrthydd. Oherwydd adweithedd y cynhwysydd, mae'r hidlydd yn caniatáu amleddau uchel signal yn unig sy'n fwy na'r amledd torri i ffwrdd ac yn blocio amleddau is signal islaw'r amledd torri i ffwrdd. Nodweddion Esbonnir y nodweddion hidlo pasio uchel hyn yn nhermau ymateb amledd a symudiad cam signal allbwn. Nodweddion Edeal Prif nodwedd HPF yw, mae'n caniatáu i'r holl gydrannau amledd uchel fod yn fwy na'r amledd torri i ffwrdd ac yn gwanhau'r holl amleddau isel. signal, sy'n is na'r amledd torri i ffwrdd. Dangosir nodweddion delfrydol HPF isod. Cyfeirir at y band band gan fod yr HPF yn caniatáu i'r amleddau uwch sy'n fwy na'r amledd torri i ffwrdd. Mae'r hidlydd hwn yn gwanhau'r amleddau isel, y cyfeirir ato fel y band stop.Nodweddion Delfrydol Ymateb Hidlo Amledd Hidlo Uchel Mae amlder signal allbwn yn gymesur yn uniongyrchol â'r enillion. Wrth i'r amledd gynyddu, mae'r ennill yn cynyddu. Mae ymateb amledd hidlydd pasio uchel RC yn dibynnu ar adweithedd cynhwysydd. Mae'r cynhwysydd yn cynhyrchu'r swm gofynnol o adweithedd neu adweithedd uchel i wanhau amleddau isel signal, hy, islaw'r amledd torri i ffwrdd. Ar adweithedd isel y cynhwysydd, mae'r hidlydd pasio uchel RC yn caniatáu cydrannau amledd uchel signal hy, sy'n fwy na'r amledd torri i ffwrdd. Ond, yn ymarferol, mae'r hidlydd pasio uchel RC yn caniatáu i'r amleddau isel islaw ei amledd torri i ffwrdd. Mae enillion hidlydd pasio uchel RC yn dod yn undod pan fo'r adweithedd yn isel / sero ar amleddau uchel. Hynny yw, mae'r foltedd allbwn yr un peth â'r foltedd mewnbwn a roddir. Er mwyn caniatáu amleddau uchel a gwrthod amleddau isel, mae'r adweithedd capacitive yn lleihau gyda chynnydd mewn amlder, sy'n arwain at gynnydd mewn foltedd allbwn ac enillion. Rhoddir yr adweithedd capacitive fel, Xc = 1 / 2πfcWhere 'fc' = amledd torri i ffwrdd yn Hz'Xc '= adweithedd capacitive Dangosir isod yr ymateb amledd a nodweddion shifft cam hidlydd pasio uchel RC.Nodweddion RC HPF O'r ffigur, gallwn arsylwi bod yr amleddau isel yn cael eu blocio / gwrthod a chynyddu'r foltedd allbwn erbyn + 20dB / degawd pan fo'r amledd ar yr amledd torri i ffwrdd ac R = Xc. Mae hidlydd pasio uchel RC yn caniatáu i'r amleddau uchel (o amledd torri i anfeidredd) pan fydd y foltedd allbwn yn 0.7071 neu 70.71% o'i foltedd mewnbwn hy, ar lefelau mewnbwn ac allbwn -3dB (trwy gyfrifo 20 log Vout / Vin). Mae hynny'n golygu mai ymateb amledd HPF yw, caniateir signalau amledd uchel o amledd torri i anfeidredd. Os yw'r amledd torri i ffwrdd, mae symudiad cam y signal mewnbwn a'r signal allbwn yr un peth hy, ar 45 °. Pan fo amledd signal yn fwy na'r amledd torri i ffwrdd, ongl y cyfnod yw Zero. Mae hynny'n golygu bod y signal allbwn mewn cyfnod mewn perthynas â'r signal mewnbwn ar amleddau uchel. Mynegir yr amser a gymerir i wefru a gollwng cynhwysydd ar ffurf y cysonyn amser, wedi'i ddynodi gan 'τ'. Rhoddir cysonyn amser hidlydd pasio uchel RC felτ = RC = 1 / 2πfcω = 1 / τ = 1 / RC Rhoddir amlder torri i ffwrdd HP HP RC fel, fc = 1 / 2πRCMae newid cam HPF RC yn a roddir asΦ = tan-1 (1 / 2πfRC) Lle 'fc' = amledd torri i ffwrdd yn Hz'f '= amledd gweithredu yn Hz'R' = gwerth gwrthiant yn ohms'C '= gwerth y cynhwysydd yn FaradsHigh Pass Hidlo gan ddefnyddio Op-AmpThe hidlydd pasio uchel gan ddefnyddio op-amp yn hawdd iawn i'w ddylunio a'i weithredu oherwydd ei fod yn defnyddio na cyfyngedig. o gydrannau electronig ac yn cael gwared ar sŵn a hum. Dangosir diagram cylched yr hidlydd pasio uchel gan ddefnyddio op-amp isod. Mae'r RC HPF goddefol wedi'i gysylltu â'r op-amp anwrthdroadol ar gyfer ymhelaethu a rheoli ennill foltedd.Hidlo Pas Uchel gan ddefnyddio allbwn Op-AmpThe wedi'i gyfyngu gan nodweddion dolen agored yr op-amp. Mae allbwn y RC HPF yn cael ei gymhwyso i op-amp ar gyfer ymhelaethu a rheoli enillion foltedd y signal allbwn. Rhoddir enillion foltedd yr hidlydd pasio uchel gan ddefnyddio Op-amp felAᵥ = Vout / Vin = Af (f / fc) / √ (1+ (f / fc) 2) Lle mae Av = cynnydd foltedd yn dB = 1 + R2 / R1Af = passband gainfc = amledd torri i ffwrdd yn Hzf = amledd gweithredu yn HzWhen f <fc (amleddau isel) , yna Vout / Vin <AfWhen f = fc (ar amlder torri i ffwrdd), yna Vout / Vin = Af / 2 ^ ½ = 0.7071AfWhen f> fc (amleddau uchel), yna Vout / Vin = AfThe lled band dolen gaeedig o mae'r Op-amp yn pennu amledd uchaf yr HPF, sydd â'r enillion band band cyson Af. Rhoddir maint yr enillion foltedd asAv (dB) = 20 log (Vout / Vin) -3dB = 20 log (0.707 Vout / Vin ) Hidlo Tocyn Uchel Gweithredol Os yw'r hidlydd pasio uchel RC wedi'i gysylltu â'r elfen weithredol fel op-amp i ganiatáu amleddau uchel ac yn gwrthod yr amleddau isel, yna fe'i gelwir yn HPF gweithredol. Mae ymateb amledd a shifft cam yr HPF gweithredol yr un fath â'r RC HPF. Pwrpas yr hidlydd pasio uchel gweithredol yw rheoli'r enillion foltedd ac ymhelaethu ar y signal allbwn. Dangosir y diagram cylched o'r hidlydd pasio uchel gweithredol ar gyfer ymhelaethu isod.HPF gweithredol ar gyfer Amplification Mae'r cylched HPF RC wedi'i gysylltu â'r op-amp anwrthdroadol. Mae'r allbwn ac amlder torri'r hidlydd pasio uchel goddefol yn cael ei reoli gan yr op-amp. Lle mae lled band ac nodweddion ennill op-amp yn pennu'r amledd torri i ffwrdd. Mae'r math hwn o hidlydd yn gweithredu fel hidlydd bandpass. Mae'r op-amp yn cynyddu osgled y signal allbwn a rhoddir enillion foltedd allbwn y band band fel 1 + R2 / R1, sydd yr un fath â'r hidlydd pasio isel.Transfer FunctionTo i ddeillio'r swyddogaeth trosglwyddo hidlydd pasio uchel, byddwn yn gwneud hynny ystyried cylched goddefol RC HPF fel y dangosir uchod. O'r gylched uchod, Vo = foltedd allbwn ar draws y gwrthyddVi = foltedd mewnbwn wedi'i gymhwyso ar draws y capacitorBy gan gymryd y Trawsnewid Laplace ar yr ochr fewnbwn ac allbwn, H (s) = Vₒ (s) / Vᵢ (s) H (s) = R / (R + (1 / sC)) Daw'r hafaliad uchod, H (s) = sCR / (1 + sCR) Trwy amnewid s = jw yn yr hafaliad uchodH (jω) = jωCR / (1 + jωCR) Yna daw'r hafaliad. Mae maint swyddogaeth trosglwyddo HPF yn cael ei gynrychioli fel | H (jω) | = ωCR / √ (1+ (ωCR) ^ 2) Os yw ω = 0, yna swyddogaeth trosglwyddo HPF = 0If ω = 1 / CR, yna swyddogaeth trosglwyddo HPF = 0.707If ω = anfeidredd, yna swyddogaeth trosglwyddo HPF = 1Hence mae'r nodweddion swyddogaeth drosglwyddo uchod yn dangos y gall hidlydd pasio uchel RC goddefol ganiatáu i'r amleddau uchel o amledd torri i ffwrdd i i nfinity. hy, yn amrywio o 0 i 1 os yw ω yn amrywio o 0 i anfeidredd. Mae hidlydd pasio uchel HPFThe Butterworth yn un o'r mathau o HPFs, sy'n darparu ymateb amledd gwastad yn y band. Oherwydd ei ymateb amledd gwastad, ni fydd crychdonnau. Fe'i gelwir hefyd yn hidlydd fflat-fflat, a ddefnyddir mewn amrywiol gymwysiadau lle mae enillion dolen gaeedig y band band yn undod. Dangosir y diagram cylched ac ymateb amledd hidlydd pasio uchel Butterworth o'r radd flaenaf isod. Mae'r rhain yn hawdd iawn, ac yn syml i'w dylunio.Mae enillion HPFThe Butterworth yn cynyddu ar gyfradd o + 20dB / degawd ar gyfer HPF Butterworth archeb gyntaf ac er ar gyfer HPF Butterworth ail-orchymyn, bydd yn + 40dB / degawd.CharacteristicsApplications ButterF HPF Mae cymwysiadau hidlwyr pasio uchel ynSpeakers ar gyfer chwyddo signalauImage prosesuUsed wrth ymhelaethu cerrynt DC ac ar gyfer systemau couplingControl AC a systemau prosesu sain.DSL holltwyr mewn cymwysiadau teleffonauRF, mae hyn i gyd yn ymwneud â throsolwg o hidlydd pasio uchel (math gweithredol a goddefol) - diffiniad, cylched, HPF Butterworth, HPF gan ddefnyddio Op-amp, a'i gymwysiadau. Dyma gwestiwn i chi, "Beth yw manteision ac anfanteision Hidlau Pas Uchel?"

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon