فيلترهاي الكترونيكي
فيلترهاي الكترونيكي ، مدارهاي الكترونيكي هستند كه اعمال پردازش سيگنال را انجام مي دهند، بويژه هنگامي كه مي خواهيم سيگنال هاي ناخواسته عناصر را از بين ببريم و / يا آنكه مي‌خواهيم آنها (سيگنال‌هاي ناخواسته. مترجم) را افزايش دهيم.
فيلترهاي الكترونيكي مي توانند به صورت زير باشند:
فعال يا غير فعال
آنالوگ يا ديجيتال
گسستگي زماني يا پيوستگي زماني
خطي ياغير خطي
واكنش نا متناهي ضربه (نوع IIR) يا واكنش متناهي ضربه (نوع FIR)
انواع رايج فيلترها (صرف نظر از جنبه هاي ديگر طراحي آنها) فيلترهاي خطي هستند. اين مقاله كه در مورد جزئيات طراحي و آناليز فيلترهاي خطي است را مشاهده كنيد.
1مقدمه
2طبقه بندي به وسيله تكنولوژي
2.1فيلترهاي غير فعال
2.1.1 انواع عنصر يگانه
2.1.2L -----
2.1.3 T -----
2.1.4 π -----
2.1.5 انواع عنصر چندگانه
2.2 فيلترهاي فعال
2.3 فيلترهاي ديجيتال
2.4 ساير فناوري هاي -----
2.4.1 فيلترهاي كوارتز و فيزوالكتريك ها (ويژگى برخى کريستالها که به هنگام اعمال ولتاژ به انها تحت فشار قرار مى گيرند يا به هنگام قرار گرفتن در معرض فشار مکانيکى يک ولتاژ توليد مى کنند. مترجم)
2.4.2 فيلترهاي SAW
2.4.3 فيلترهاي BAW
2.4.4 فيلترهاي Garnet
2.4.5 فيلترهاي اتمي
3 تابع انتقال
4 طبقه بندي به وسيله تابع انتقال
5 طبقه بندي به وسيله توپولوژي (مكان شناسي)
6 طبقه بندي به وسيله طراحي علم اصول
6.1 آناليز (تجزيه و تحليل) مستقيم مدار
6.2 تجزيه و تحليل امپدانس تصوير
6.3 شبكه پيوند
7 بيشتر بدانيد
8 لينك هاي خارجي و منابع
مقدمه
قديمي ترين فورم ----- هاي الكترونيكي فيلترهاي خطي آنالوگ غير فعال هستند، كه فقط استفاده از مقاومت ها و خازن ها يا مقاومت ها و سلف ها را ايجاد مي كند. كه آنها به ترتيب به نام فيلترهاي تك قطبي RC و RL معروف هستند. بيشتر ----- هاي LC چند قطبي پيچيده سال هاي زيادي وجود داشتند، عملكرد چنين فيلترهايي به خوبي از كتاب هاي زيادي كه در اين مورد نوشته شده قابل درك است.
هم چنين فيلترهاي هيبريد ساخته شده اند، به طور نمونه شامل تركيب آمپلي فايرها (تقويت كننده ها)ي با تشديد كننده هاي مكانيكي يا تاخير خطي است. قطعات ديگر مثل خطوط تاخير CCD هم‌چنين به عنوان فيلترهاي با گسستگي زماني به كار مي‌روند. با دسترسي پردازش ديجيتالي سيكنال، فيلترهاي ديجيتالي فعال عمومي شدند.
فيلترهاي غير فعال
اجراي غيرفعال فيلترهاي خطي مبني بر تركيب مقاومت ها R))، سلف ها (L) و خازن ها (C) است. اين فيلترها را به طور كلي فيلترهاي غيرفعال مي دانيم، به اين دليل كه آنها روي منبع تغذيه بيروني بستگي ندارند.
سلف ها از مسير سيگنال هاي با فركانس هاي بالا جلوگيري مي كنند و سيگنال هاي فركانس پايين را عبور مي دهند، در حالي كه خازن ها عكس سلف عمل مي كنند. فيلتري كه سيگنال در آن از طريق يك سلف عبور مي‌كند، يا آنكه در آن يك خازن مسيري به زمين فراهم مي كند، سيگنال هاي فركانس پايين را نسبت به فركانس هاي بالا كمتر تضعيف مي كند كه به آن ----- پايين گذر مي گوييم. اگر سيگنالي از طريق يك خازن عبور كند، يا اين‌كه از طريق سلف زمين شود، آن وقت ----- سيگنال هاي فركانس بالا را نسبت به سيگنال هاي فركانس پايين كمتر تضعيف مي كند كه به آن ----- بالا گذر مي گوييم. مقاومت ها به خودي خود مشخصات فركانسي قابل انتخاب ندارند، اما به سلف ها و خازن ها به منظور تعيين ثابت زماني مدار و به تبع پاسخ فركانسي، اضافه مي‌شوند.
در فركانس هاي خيلي بالا (در حدود 100MH)، گاهي اوقات سلف ها از سيم‌پيچ‌هاي تك‌حلقه‌اي يا نوارهاي ورق فلزي تشكيل مي‌شوند ، و خازن ها از ورقه‌هاي فلزي نزديك به هم تشكيل مي‌شوند. به اين قطعات فلزي سلفي يا خازني تحليل بردن مي‌گويند.
سلف ها و خازن ها عنصرهاي واكنش پذير ----- هستند. شماري از عناصر ----- قديمي را تعيين مي كند. در اين زمينه، مدار ميزان شده LC در ----- ميان گذر يا ميان نگذر به عنوان استفاده تك عنصر حتي اگر از دو جزء تشكيل شده باشد مطرح شده است.
انواع عنصر يگانه
ساده ترين فيلترهاي غير فعال از يك عنصر يگانه راكتيو تشكيل شده اند. اين فيلترها توسط عناصر RC, RL يا RLC ساخته شده اند.
ضريب كيفيت Q اندازه اي است كه براي توصيف ساده فيلترهاي ميان گذر يا ميان نگذر استفاده مي شود. وقتي گفته مي شود فيلتري ضريب كيفيت بالايي دارد به اين معني است كه دامنه فركانسهاي با پهناي باندكم برابر با فركانس مياني است.
فيلترL
از دو عنصر، يكي به طور سري و ديگري به طور موازي تشكيل شده است.
----- T
پيكربندي سه عنصره در فيلترهاي نوع T مي تواند فيلترهاي پايين گذر، بالا گذر، ميان گذر يا ميان نگذر را بسازد.
----- π
پيكربندي سه عنصره در فيلترهاي نوع T مي تواند فيلترهاي پايين گذر، بالا گذر، ميان گذر يا ميان نگذر را بسازد.
انواع عنصر چندگانه
فيلترهاي عنصر چندگانه معمولا به صورت شبكه پله اي ساخته مي شوند. اين فيلترها مي‌تواند به صورت ساختارهاي L ، T و π مشاهده شود. وقتي كه مي‌خواهيم برخي پارامترهاي ----- مانند سرعت انتقال از باند ميان‌گذر به ميان‌نگذر را بهبود ببخشيم به عناصر بيشتر نياز است.
فيلترهاي فعال
فيلترهاي فعال با استفاده از تركيبي از اجزا غير فعال و فعال (تقويت كردن)، اجرا مي شوند و به يك منبع تغذيه بيروني نياز دارند. تقويت كننده ها مكررا در طراحي هاي ----- فعال استفاده مي شوند. آنها مي توانند ضريب كيفيت بالايي داشته باشند و مي‌توانند بدون استفاده از سلف هم به رزونانس برسند. هر چند، حد بالايي فركانس هاي آنها به وسيله ي پهناي باند تقويت كننده هايي كه استفاده مي شوند، محدود است .
فيلترهاي ديجيتال
به كمك پردازش ديجيتالي سيگنال مي‌توانيم در محدوده‌ي وسيعي فيلترهاي متنوع باصرفه اي بسازيم. سيگنال نمونه مي گيرد و مبدل آنالوگ به ديجيتال، سيگنال را به سيلي (تعداد زيادي. مترجم) از شماره‌ها تغيير مي‌دهد. يك برنامه رايانه مداوم روي يك CPU يا يك DSP مخصوص (يا مدامت كمتر روي سخت افزار انجام الگوريتم) بازده شمارش جريان را محاسبه مي كند. اين جريان مي تواند تبديل شود به يك سيگنال زودگذر ميان مبدل ديجيتال به آنالوگ. مسائلي وجود دارند با نويز را با تغيير نشان مي دهد، اما اين مي تواند كنترل كند براي فيلترهاي خيلي مفيد. به علت نمونه برداري مورد بحث، سيگنال ورودي بايد مقدار فركانس محدود باشد يا نا همواري رخ دهد. ----- ديجيتال را مشاهده كنيد.
ساير تكنولوژي هاي -----
فيلترهاي كوارتز و فيزوالكتريك ها
اواخر دهه‌ي 1930، مهندسان دريافتند سيستم هاي كوچك مكانيكي كه از مواد غير قابل انعطاف ساخته شده‌اند، همچون كوارتز در فركانسهاي راديويي به طور صوتي تشديد مي‌شوند. مثلا از فركانسهاي قابل شنيدن (صوت) تا حد چندين هزار مگا هرتز. بعضي از نخستين تشديدكننده‌ها از استيل ساخته شده‌بودند، اما كوارتز به سرعت مورد توجه واقع شد. بزرگترين برتري كوارتز، خاصيت فيزوالكتريكي آن است. يعني تشديد كننده هاي كوارتز مي توانند مستقيماً حركت مكانيكي خود را به سيگنال‌هاي الكتريكي تبديل كنند. هم چنين كوارتز ضريب انبساط حرارتي خيلي پاييني دارد به اين مفهوم كه تشديد كننده هاي كوارتزي مي توانند فركانسهاي با ثبات در يك رنج حرارتي بالا توليد كنند. ضريب كيفيت فيلترهاي بلور كوارتز خيلي بالاتر از فيلترهاي LCR است. هنگامي كه پايداري‌هاي بالاتر مورد نياز است، كريستال‌ها و مدارهاي راه‌انداز آنها مي‌تواند به منظور كنترل درجه حرارت روي يك كوره كريستال سوار شوند. براي فيلترهاي با باند خيلي كم، بعضي اوقات چند كريستال به طور سري به كار گرفته مي‌شوند.
مهندسان دريافتند كه تعداد زيادي از كريستال‌ها مي توانستند در يك عنصر واحد به وسيله نصب بخارهايي از فلز به شكل شيارهاي كم‌عمق روي كريستال كوارتز جمع شوند. در اين طرح، "خط تاخيري ضربه" فركانس هاي مطلوب را به عنوان امواج صوتي‌اي كه در طول سطح كريستال كوارتز جريان مي‌يابد، تقويت مي‌كند. خط تاخيري ضربه برنامه كلي ساخت فيلترهاي Qبالا به شيوه‌هاي مختلف زياد است.
جواب بصورت نقل قول
