Električni filtri
Izvor: Wikipedija
Električki filtar (ili filter) je elektronički sklop čija je funkcija da na određeni način promijeni karakteristiku frekventnog spektra ulaznog signala.
Postoje pasivni filtri koji su sastavljeni samo od pasivnih komponenata (zavojnice, kondenzatori, otpornici) i aktivni filtri koji sadrže i jednu ili više aktivnih poluvodičkih komponenata sa svojstvom pojačanja signala (tranzistori, operacijska i druga pojačala).
Aktivni filtri mogu biti analogni ili digitalni. Analogni filtar sastoji se od analognih komponenti kao što su tranzistor, operacijsko pojačalo, otpornik, kondenzator i zavojnica i može se predstaviti linearnim četveropolom. Digitalni filtar je realiziran pomoću digitalnih komponenti, i najčešće se nalazi u zasebnom integriranom krugu (integriranom sklopu) ili kao komponenta u DSP-u (procesor digitalnog signala - eng. Digital Signal Processor).
Sadržaj |
[uredi] Prijenosna funkcija filtra
Prijenosna funkcija filtra H(s) se definira kao odnos izlaznog Y(s) i ulaznog X(s) signala u frekvencijskoj domeni:
Ako se filtar promatra u stacionarnom stanju, moguće je varijablu s je moguće zamijeniti sa j * ω, te se tada dobije prijenosna funkcija u kompleksnom obliku:
[uredi] Amplitudno-frekvencijska karakteristika
Amplitudno-frekvencijska karakteristika pokazuje koliko filtar pojačava (ili guši) signal na određenoj frekvenciji. Definirana je kao logaritam apsolutne vrijednosti prijenosne funkcije kada se s zamijeni sa jω.
A(ω) = log | H(j * ω) |
Ukoliko se logaritmira s prirodnim logaritmom, dobije se amplitudna karakteristika u neperima (N), a ako s bazom 10 u decibelima (dB), ali je tada potrebno dobiveni rezultat još pomnožiti sa 20. Između decibela i nepera vrijedi relacija:
1 dB = 8.686 N
[uredi] Fazno-frekvencijska karakteristika
Fazno-frekvencijska karakteristika pokazuje kako izlazni signal filtra predhodi ili zaostaje u fazi za ulaznim na određenoj frekvenciji. Definirana je kao arctg omjera imaginarnog i realnog dijela prijenosne funkcije kada se s zamijeni sa jω.
[uredi] Grupno vrijeme kašnjenja
[uredi] Tipovi filtara
[uredi] Niskopropusni filtar
Niskopropusni filtar propušta sve niže frekvencije od granične frekvencijeωg, a guši više.
[uredi] Visokopropusni filtar
Visokopropusni filtar propušta sve više frekvencije od granične frekvencije ωg, a guši niže.
[uredi] Pojasnopropusni filtar
Pojasnopropusni filtar propušta sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija ωg1 i ωg2, a guši ostale.
[uredi] Pojasna brana
Pojasna brana guši sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija ωg1 i ωg2, a propušta ostale.
[uredi] Filtarski korektori
[uredi] Aproskimacije prijenosnih funkcija filtara
[uredi] Butterwothova aproksimacija
Butterworthova aproksimacija je takav način realizacije frekvencijske karakteristike elektroničkog filtra pri čemu je ona u području propuštanja filtra maksimalno glatka koliko je to god matematički moguće.
Filtre tog tipa uveo je britanski inženjer Stephen Butherworth u svom članku "On the Theory of Filter Amplifiers", Wireless Engineer (također poznat kao Experimental Wireless and the Radio Engineer), vol. 7, 1930, str. 536-541.
Frekvencijska je karakteristika Butterworthova filtra maksimalno glatka u području propuštanja (nema valovitosti) i teži nuli u nepropusnom području.
[uredi] Chebyshevljeva aproksimacija (Tip I)
[uredi] Chebyshevljeva aproksimacija (Tip II)
[uredi] Eliptička aproksimacija
[uredi] Primjene
[uredi] Poveznice
- Digitalni filtar
- DSP
[uredi] Vanjske poveznice
Nedovršeni članak Električni filtri koji govori o elektrotehnici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.