일반적인 유형의 필터는 무엇인가요?

일반적인 필터 유형: 디지털 필터, 저역 통과 필터, 대역 통과 필터, 아날로그 필터, 탄성 표면파 필터, 유전체 필터, 유효 전력 필터

1.

아날로그 필터에 해당하는 디지털 필터는 이산 시스템에 널리 사용됩니다. 그 기능은 이산시간 시스템의 특성을 사용하여 입력 신호 파형 또는 주파수를 처리하는 것입니다. 즉, 입력 신호가 특정 출력 신호로 바뀌어 신호 스펙트럼을 변경하는 목적을 달성합니다.

디지털 필터는 일반적으로 두 가지 방법으로 구현할 수 있습니다. 하나는 디지털 신호 프로세서라고 불리는 특수 장치를 디지털 하드웨어로 조립하는 것이고, 다른 하나는 범용 컴퓨터를 직접 사용하는 것입니다. 범용 컴퓨터로 완료되는 데 필요한 작업을 프로그래밍합니다. 즉, 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 구현할 수 있습니다.

2. 저역 통과 필터

저역 통과 필터는 저주파 신호는 통과시키지만 중간 및 고주파 신호는 통과시키지 않는 차량 전력 증폭기의 회로를 의미합니다. 주파수 신호의 기능은 오디오 신호에서 중음역 및 고음 성분을 제거하고 저음 성분을 강화하여 스피커의 저음 장치를 구동하는 것입니다.

대부분의 자동차 전력 증폭기는 일반적으로 클래스 AB 증폭 설계를 사용하는 전대역 전력 증폭기이므로 전력 손실이 상대적으로 크기 때문에 저주파 대역 신호를 필터링하고 중주파 및 고주파수만 구동합니다. 스피커는 전력을 절약하고 음질을 보장합니다. 또한, 하이패스 필터는 로우패스 필터와 쌍으로 나타나는 경우가 많습니다. 어느 것을 사용하든 특정 사운드 주파수를 장치로 보내야 하는 것입니다.

저역 통과 필터는 차단 주파수 이하의 신호는 통과시키고, 차단 주파수 이상의 신호는 통과시키지 않는 전자 필터링 장치입니다.

여러 필터의 경우 각 주파수의 신호가 다르게 감쇠됩니다. 오디오 애플리케이션에 사용되는 경우 고주파 차단 필터 또는 고음 제거 필터라고도 합니다.

저역 통과 필터 개념은 오디오 장비에 사용되는 히스 필터와 같은 전자 회로, 데이터 평활화를 위한 디지털 알고리즘, 음향 장벽, 이미지 흐림 등을 포함하여 다양한 형태로 제공됩니다. 두 도구 모두

신호 처리에서 저역 통과 필터의 역할은 다른 분야의 이동 평균과 동일합니다. 기능;

저역 통과 필터에는 다양한 유형이 있으며 그 중 가장 일반적인 것은 대역 통과 필터입니다.

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(1) 대역 통과 필터의 작동 원리:

이상적인 필터는 완전히 평평한 통과 대역을 가져야 합니다. 예를 들어 통과 대역 내에 이득이나 감쇠가 없고 통과 대역 외부의 모든 것은 없습니다. 통과대역 주파수는 완전히 감쇠됩니다. 또한 통과대역 외부의 변환은 매우 작은 주파수 범위에서 완료됩니다. 실제로 원하는 주파수 범위를 벗어난 모든 주파수를 완전히 감쇠시킬 수 있는 이상적인 대역통과 필터는 없습니다. 감쇠되지만 원하는 통과 대역 외부에서 격리되지 않는 경우 이를 종종 필터의 롤오프라고 하며 일반적으로 주파수 10년당 감쇠 진폭(dB)으로 표현됩니다. 설계에서는 롤오프가 보장되도록 노력해야 합니다. 범위는 가능한 한 좁으므로 필터 성능은 설계에 가깝습니다. 그러나 롤오프 범위가 점점 작아질수록 통과 대역은 더 이상 평탄하지 않게 됩니다. "리플"이 특히 눈에 띄게 나타납니다.

전자 및 신호 처리 분야를 넘어 대기권에 대역통과 필터를 적용하는 사례는 과학 분야에서 매우 일반적입니다. 예를 들어 대역통과 필터를 사용하여 3~10일의 시간 범위 내에서 날씨 데이터를 필터링하면 더 낮은 주파수 대역의 방해 요인인 사이클론만 데이터 영역에 유지됩니다. 최대 진동 주파수는 전단 주파수 사이에 있습니다. f1과 더 높은 전단 주파수 f2, 여기서 필터 이득은 최대이고 필터 대역폭은 f2와 f1의 차이입니다.

(2) 대역 통과 필터의 적용 영역:

오디오 장치의 많은 스펙트럼 분석기는 이 회로를 대역 통과 필터로 사용하여 다양한 주파수 대역의 신호를 선택하고 디스플레이에 발광 다이오드를 사용합니다. 빛의 수는 신호의 진폭을 나타냅니다.

이 능동 대역통과 필터의 중심 주파수, 중심 주파수 fo에서 전압 이득 Ao=B3/2B1, 품질 계수, 3dB 대역폭 B=1/(п*R3*C)도 설계 Q에 따라 결정될 수 있습니다. fo 및 Ao 값을 사용하여 대역통과 필터의 각 구성요소에 대한 매개변수 값을 찾습니다. R1=Q/(2²foAoC), R2=Q/((2Q2-Ao)*2²foC), R3=2Q/(2²foC). 위 수식에서 fo=1KHz일 때 C는 0.01Uf입니다. 이 회로는 일반적인 주파수 선택 증폭에도 사용할 수 있습니다. 능동형 대역 통과 필터 회로, 이 회로는 단일 전원 공급 장치도 사용할 수 있습니다.

4. 아날로그 필터

아날로그 필터는 일반적으로 테스트 시스템이나 특수 장비에 사용됩니다. 예를 들어, 대역 통과 필터는 스펙트럼 분석기에서 주파수 선택 장치로 사용되며, 저역 통과 필터는 디지털 신호 분석 시스템에서 혼합 방지 필터로 사용되어 저주파 간섭을 제거합니다. 잡음, 대역 차단 필터 필터는 와전류 진동계 등의 노치로 사용됩니다.

스펙트럼 분석 장치에 사용되는 대역 통과 필터는 중심 주파수와 대역폭의 수치적 관계에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

하나는 대역폭 B가 중심을 따르지 않음 주파수는 사람에 따라 변하는데 이를 고정 대역폭 대역통과 필터라고 합니다. 중심 주파수가 어떤 주파수 대역에 있으면 대역폭은 동일합니다.

다른 하나는 중심 주파수에 대한 대역폭 B의 비율은 변하지 않습니다. 이를 일정한 대역폭 비율 대역통과 필터라고 합니다. 중심 주파수가 높을수록 대역폭은 더 넓어집니다.

5. 표면 탄성파 필터

탄성체 표면에서 음파가 전파되는 것을 탄성 표면파라고 합니다. 표면탄성파의 전파 속도는 전자기파의 속도보다 약 100,000배 더 작습니다. 탄성 표면파 필터는 압전 효과와 탄성 표면파 전파의 물리적 특성을 활용하여 수정, 압전 세라믹과 같은 압전 재료로 만든 특수 필터링 장치로 텔레비전 및 비디오 레코더의 중간 주파수 회로에 널리 사용됩니다. , LC 중간 주파수 필터를 교체하여 이미지와 사운드의 품질을 크게 향상시킵니다.

SAW 표면음향필터와 표면음향공진기는 압전기판재료의 표면에서 생성되어 전파되는 탄성파로, 기판재료의 깊이가 깊어질수록 진폭이 급격하게 감소한다. 표면탄성파(SAW)는 압전 결정의 표면에서 전파되는 기계적 파동으로, 음속은 전자기파 속도의 10만분의 1에 불과하며 전파 손실은 매우 작습니다.

SAW 표면 음향 장치는 마이크로 전자 기술을 사용하여 압전 기판에 서로 맞물린 전기 음향 변환기와 반사판 커플러를 생성합니다. 기판 재료의 압전 효과를 사용하여 입력 포크를 통과하는 변환기(IDT)가 전기 신호를 변환합니다. 출력 IDT는 음향 신호를 전기 신호로 복원하고 전기-음향-전기 변환 과정을 구현하고 전기 신호 처리 과정을 완료하며 다양한 용도의 전자 장치를 얻습니다. .

첨단 마이크로 전자공학 처리 기술을 사용하여 제조된 표면탄성파 장치는 소형, 경량, 높은 신뢰성, 우수한 일관성, 다기능 및 유연한 설계라는 장점을 가지고 있습니다.

6. 유전체 필터

유전체 필터는 유전체 세라믹 재료의 저손실, 높은 유전 상수, 작은 주파수 온도 계수 및 열팽창 계수의 특성을 사용하여 설계되었으며 견딜 수 있습니다. 이는 세로 방향으로 여러 레벨에서 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 개의 긴 공진기로 구성됩니다.

삽입 손실이 낮고 전력 저항이 좋으며 대역폭이 좁은 것이 특징이며 특히 CT1, CT2, 900MHz, 1.8GHz, 2.4GHz, 5.8GHz, 휴대 전화, 차량용 전화, 무선에 적합합니다. 헤드셋 및 무선 마이크, 라디오 방송국, 무선 전화기 및 통합 트랜시버 듀플렉서 등 레벨 커플링 필터링.

7. 유효전력 필터

유효전력 필터는 고조파를 동적으로 억제하고 무효전력을 보상하는 전력전자소자로서 주파수와 무효전력을 보상할 수 있다. 수동 필터의 단점을 보완하고 수동 필터보다 더 나은 보상 특성을 얻을 수 있는 이상적인 고조파 보상 장치입니다.

이미 1970년대에 능동전력 필터의 기본 원리와 주회로 토폴로지가 결정되었지만 당시 기술 여건의 한계로 인해 능동전력 필터를 구현하지 못했다. . 1980년대에 들어서면서 새로운 전력전자소자의 등장, PWM 제어기술의 발전, 순시 무효전력 이론의 제안 등으로 유효전력 필터 기술의 발전이 크게 촉진되었다.

능동형 전력 필터는 해외에서 산업 및 민간 장비에 널리 사용되기 시작했으며 단일 기계 장치의 용량은 사용자 자체 고조파 보상에서 전원 공급 장치 개선까지 점차 확대되었습니다. 전체 전력 시스템의 품질 방향 개발.

추가 정보:

온보드 필터는 고주파 필터링에 적합하지 않지만 적절하게 적용하면 대부분의 민간 제품의 전자기 호환성 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 사용 시 다음 사항에 주의하세요.

1. "클린 그라운드": 온보드 필터를 사용하기로 결정한 경우 배선 시 반드시 케이블 포트에 "클린 그라운드"를 남겨두십시오. 커넥터는 "깨끗한 땅"에 설치됩니다. 이전 논의에서 신호 접지선의 간섭이 매우 심각하다는 것을 알 수 있습니다. 케이블의 필터 커패시터가 이 접지선에 직접 연결되면 심각한 ***모드 방사 문제가 발생합니다.

더 나은 필터링 효과를 얻으려면 깨끗한 땅을 준비해야 합니다. 그리고 한 지점에서만 신호 접지에 연결할 수 있습니다. 이 순환 지점을 "브리지"라고 합니다. 모든 신호 라인은 신호 루프 영역을 줄이기 위해 브리지를 통과합니다.

2. 병렬 설정: 동일한 케이블 그룹에 있는 모든 도체의 필터링되지 않은 부분이 함께 있고 필터링된 부분이 함께 있습니다. 그렇지 않으면 한 와이어의 필터링된 부분이 다른 와이어의 필터링된 부분을 다시 오염시켜 케이블의 전체 필터링이 효과적이지 않게 됩니다.

3. 케이블에 가까운 부분: 필터와 패널 사이의 전선 사이의 거리는 최대한 짧아야 합니다. 필요한 경우 금속판을 사용하여 차단하여 근거리 간섭을 차단합니다.

4. 섀시에 연결: 필터가 설치된 마른 접지는 금속 섀시에 안정적으로 연결되어야 합니다. 섀시가 금속으로 만들어지지 않은 경우 더 큰 금속판을 회로 아래에 배치해야 합니다. 필터 접지로 보드. 깨끗한 접지와 금속 섀시 사이의 연결은 낮은 RF 임피던스를 보장해야 합니다. 필요한 경우 중첩 영역을 늘리고 RF 임피던스를 줄이기 위해 전자기 밀봉 개스킷을 중첩에 사용할 수 있습니다.

5. 짧은 접지선: 핀의 인덕턴스 효과를 고려할 때 그 중요성은 이전에 논의되었으므로 필터의 로컬 배선 및 회로 간 연결 구조 설계에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 보드 및 섀시(금속판) 참고

참조: 바이두 백과사전-필터