شارك:
خصائص مرشحات نشطة ، من الدرجة الأولى والثانية ، والتطبيقات
ال المرشحات النشطة هي تلك التي لديها مصادر مسيطرة أو عناصر نشطة ، على سبيل المثال ، مضخمات التشغيل أو الترانزستورات أو الأنابيب المفرغة. من خلال دائرة إلكترونية ، يسمح المرشح بالامتثال لنمذجة وظيفة النقل التي تغير إشارة الدخل وتعطي إشارة خرج وفقًا للتصميم.
عادة ما يكون تكوين المرشح الإلكتروني انتقائيًا ومعيار الاختيار هو تردد إشارة الدخل. بسبب ما ورد أعلاه ، اعتمادًا على نوع الدائرة (في سلسلة أو بالتوازي) ، سيسمح المرشح بمرور إشارات معينة ومنع مرور الباقي.
بهذه الطريقة ، ستتميز إشارة الخرج بالتطهير وفقًا لمعايير تصميم الدائرة التي تشكل المرشح.
مؤشر
- 1 الخصائص
- 2 مرشحات من الدرجة الأولى
- 2.1 مرشحات تمرير منخفضة
- 2.2 مرشحات تمر عالية
- 3 مرشحات من الدرجة الثانية
- 4 تطبيقات
- 5 المراجع
ملامح
- المرشحات النشطة هي المرشحات التمثيلية ، مما يعني أنها تعدل إشارة تناظرية (مدخلات) حسب مكونات التردد.
- بفضل وجود المكونات النشطة (مضخمات التشغيل ، وأنابيب التفريغ ، الترانزستورات ، وما إلى ذلك) ، فإن هذا النوع من المرشحات يزيد من قسم أو إشارة الخرج بأكملها ، فيما يتعلق بإشارة الدخل.
ويرجع ذلك إلى تضخيم الطاقة من خلال استخدام مكبرات الصوت التشغيلية (OPAMS). ما سبق يسهل الحصول على صدى وعامل جودة عالية ، دون الحاجة إلى استخدام المحاثات. من جانبها ، فإن عامل الجودة - المعروف أيضًا باسم عامل Q - هو مقياس لحدة وفعالية الرنين.
- يمكن للمرشحات النشطة أن تجمع بين المكونات النشطة والسلبية. هذه الأخيرة هي المكونات الأساسية للدوائر: المقاومات ، المكثفات والمحاثات.
- تسمح المرشحات النشطة باتصالات التتالي ، ويتم تكوينها لتضخيم الإشارات والسماح بالتكامل بين دائرتين أو أكثر إذا لزم الأمر.
- في حالة احتواء الدائرة على مضخمات تشغيلية ، فإن الجهد الناتج للدائرة محدود بجهد تشبع هذه العناصر.
- اعتمادًا على نوع الدائرة ، والقيم الاسمية للعناصر النشطة والسلبية ، يمكن تصميم المرشح النشط لتوفير مقاومة إدخال عالية ومقاومة صغيرة للإخراج..
- تعتبر صناعة المرشحات الفعالة اقتصادية مقارنة بالأنواع الأخرى من التجميعات.
- للعمل ، تحتاج المرشحات النشطة إلى مصدر طاقة ، ويفضل أن يكون متناسقًا.
مرشحات من الدرجة الأولى
تُستخدم مرشحات الترتيب الأول لتخفيف الإشارات الموجودة أعلى أو أقل من درجة الرفض ، بمضاعفات 6 ديسيبل في كل مرة يتم فيها مضاعفة التردد. عادةً ما يتم تمثيل هذا النوع من التجميعات بواسطة وظيفة النقل التالية:
عندما تقوم بتقسيم البسط وقاسم التعبير ، يتعين عليك:
- N (jω) كثير الحدود من الدرجة ≤ 1
- t هو معكوس التردد الزاوي للمرشح
- Wج هو التردد الزاوي للمرشح ، وتعطى بالمعادلة التالية:
في تعبير قالج هو تردد قطع مرشح.
تردد القطع هو ذلك الحد من التردد للمرشح الذي يسببه توهين الإشارة. اعتمادًا على تكوين المرشح (تمرير منخفض ، تمرير مرتفع ، ممر الموجة أو إزالة النطاق) ، يتم تقديم تأثير تصميم المرشح ، على وجه التحديد ، من تردد القطع.
في حالة معينة من المرشحات من الدرجة الأولى ، يمكن أن تكون هذه فقط تمرير منخفض أو تمرير عالية.
مرشحات تمرير منخفضة
هذا النوع من المرشحات يسمح بمرور الترددات المنخفضة ، ويخفف أو يمنع الترددات فوق تردد القطع.
وظيفة النقل لمرشحات تمرير منخفض هي كما يلي:
استجابة السعة والمرحلة في وظيفة النقل هذه هي:
يمكن للمرشح منخفض التمرير أن يفي بوظيفة التصميم باستخدام مقاومات الإدخال والتفريغ الأرضي ، إلى جانب مضخمات التشغيل وتكوينات المقاوم والمكثف بشكل متوازٍ. فيما يلي مثال لدائرة نشطة منخفضة العاكس:
معلمات وظيفة النقل لهذه الدائرة هي:
مرشحات تمر عالية
من ناحية أخرى ، فلاتر التمرير العالية لها تأثير عكسي ، مقارنة بفلاتر التمرير المنخفض. أي أن هذا النوع من المرشحات يخفف الترددات المنخفضة ويسمح بمرور الترددات العالية.
حتى ، اعتمادًا على تكوين الدائرة ، يمكن للمرشحات النشطة ذات الممرات العالية تضخيم الإشارات إذا كانت لديها مكبرات تشغيلية مُرتبة خصيصًا لهذا الغرض. تتمثل وظيفة النقل لمرشح نشط عالي الدرجة من الدرجة الأولى كما يلي:
استجابة السعة ومرحلة النظام هي:
يستخدم مرشح تمرير عالي الفعالية مقاومات ومكثفات متسلسلة في مدخلات الدائرة ، وكذلك مقاوم في مسار التفريغ إلى الأرض ، لتحقيق وظيفة معاوقة التغذية المرتدة. فيما يلي مثال لدائرة عاكس عالية التمرين نشطة:
معلمات وظيفة النقل لهذه الدائرة هي:
مرشحات من الدرجة الثانية
يتم الحصول على مرشحات الترتيب الثاني عادة عن طريق إجراء اتصالات عامل التصفية من الدرجة الأولى في سلسلة ، للحصول على إعداد أكثر تعقيدًا يسمح بضبط تردد انتقائي.
التعبير العام لوظيفة النقل لمرشح من الدرجة الثانية هو:
عندما تقوم بتقسيم البسط وقاسم التعبير ، يتعين عليك:
- N (jω) كثير الحدود من الدرجة ≤ 2.
- Wأو هو التردد الزاوي للمرشح ، وتعطى بالمعادلة التالية:
في هذه المعادلة fأو هو التردد المميز للمرشح. في حالة وجود دائرة RLC (المقاوم ، محث ومكثف في السلسلة) ، يتزامن التردد المميز للمرشح مع تردد الرنين للمرشح.
بدوره ، تردد الرنين هو التردد الذي يصل به النظام إلى أقصى درجة من التذبذب.
- ζ هو عامل التخميد. يحدد هذا العامل قدرة النظام على تخفيف إشارة الدخل.
بدوره ، من عامل التخميد ، يتم الحصول على عامل جودة المرشح من خلال التعبير التالي:
اعتمادًا على تصميم ممانعات الدائرة ، يمكن أن تكون المرشحات النشطة من الدرجة الثانية: مرشحات تمرير منخفضة ، ومرشحات تمرير عالية ومرشحات تمرير النطاق..
تطبيقات
يتم استخدام المرشحات النشطة في الشبكات الكهربائية لتقليل الاضطرابات في الشبكة ، بسبب اتصال الأحمال غير الخطية.
يمكن أن تتخلل هذه الاضطرابات من خلال الجمع بين المرشحات النشطة والسلبية ، والاختلاف في المعاوقات المدخلات وتكوينات RC في جميع أنحاء التجمع.
في شبكات الطاقة الكهربائية ، يتم استخدام المرشحات النشطة لتقليل تناسق التيار الجاري عبر الشبكة بين المرشح النشط وعقدة توليد الطاقة.
وبالمثل ، تساعد المرشحات النشطة على موازنة التيارات المرتجعة التي تدور من خلال المحايد ، والتوافقيات المرتبطة بهذا التدفق الحالي وفولطية النظام.
بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي المرشحات النشطة وظيفة ممتازة فيما يتعلق بتصحيح معامل القدرة للأنظمة الكهربائية المترابطة.
مراجع
- المرشحات النشطة (s.f.). الجامعة الوطنية التجريبية لتاشيرا. ولاية تاتشيرا ، فنزويلا. تم الاسترجاع من: unet.edu.ve
- لاميتش ، م. (2001). المرشحات النشطة: مقدمة والتطبيقات. جامعة بوليتكنيكا دي كاتالونيا ، إسبانيا. تم الاسترجاع من: crit.upc.edu
- ميارا ، ف. (2004). المرشحات النشطة. جامعة روزاريو الوطنية. الأرجنتين. تم الاسترجاع من: fceia.unr.edu.ar
- جيمينيز ، م. نظرية الدائرة الثانية. جامعة سيمون بوليفار. الدولة ميراندا ، فنزويلا. تم الاسترجاع من: labc.usb.ve
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2017). مرشح نشط تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2017). مرشح الالكترونية تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org