Kolegij: Elektronika 1

FILTERI

Studenti:

1

Sadržaj:UVOD...................................................................................................................3

NISKO PROPUSNI FILTRI PRVOG REDA.................................................................4

Pasivna implementacija filtera.............................................................................4

Aktivni nisko propusni filter prvog reda:..............................................................5

NISKO PROPUSNI FILTERI DRUGOG REDA............................................................6

Pasivni nisko propusni filter drugog reda:............................................................6

Aktivni nisko propusni filter drugog reda:............................................................7

VISOKO PROPUSNI FILTRI ....................................................................................8

Visoko propusni filtar drugog reda:.....................................................................9

AKTIVNI VISOKOPROPUSNI FILTAR:...................................................................10

Povezivanje aktivnih visisokopropusnih filtera.................................................12

POJASNO PROPUSNI FILTRI ...............................................................................13

AKTIVNI POJASNO PROPUSNI FILTER.................................................................14

Literatura:..........................................................................................................16

2

UVOD

Pod pojmom filter u elektronici podrazumjevamo elektroničke sklopove koji obavljaju funkcije obrade signala, posebno za uklanjanje neželjenih frekvencija komponente iz signala, promjenu određenih komponenti iz signala ili oboje.Filteri se često koriste u elektroničkim sustavima kako bi istaknuti signale određenih frekvencija i odbili signale drugih frekvencija.

Elektronski filteri mogu biti: -pasivni ili aktivni-analogni ili digitalni- niskopropusni filter - visokopropusni filter- pojasno propusni filter -pojasno nepropusni filter -uskopojasni (rezonantni) filter

3

NISKO PROPUSNI FILTRI PRVOG REDA

Pasivna implementacija filtera

Temelji se na kombinacije otpornika (R), prigušnice (L) i kondenzatora(C). Prednosti pasivnih filtera nad aktivnim je: Garantirana stabilnost, praktičniji kod većih signala, jeftiniji te ne zahtjevaju napajanje.Jednostavan pasivni low pass filter dobijemo spajanjem zajedno u seriji jedan otpornik i jedan kondenzator. Ova vrsta filtera je poznat uglavnom kao filter prvog reda.

Frekvencijski odaziv:

4

Aktivni nisko propusni filter prvog reda:

Aktivni filteri sadrže aktivne komponente kao što su operacijska pojačala ili tranzistore unutar sklopa.Potreban je vanjski izvora napajanja i koristite ga kako bi poboljšali ili pojačali izlazni signal.Princip rada i frekvencijski odaziv je isti kao i kod pasivnog filtra prvog reda, jedina razlika je da se koristi operacijsko pojačalo za pojačavanje i kontrolu dobiti.Najjednostavniji oblik niskopropusnog aktivnog filtra je povezivanje invertnog ili ne-invertnog pojačala na RC pasivni filter.

5

NISKO PROPUSNI FILTERI DRUGOG REDA

Ponekad niskopropusni filtri prvog reda ne daju zadovoljavajuć kut nagiba i nije dovoljan za uklanjanje neželjenih signala.U tom slučaju koriste se filteri drugog reda.Povezivanjem dva nisko propusna filtra prvog reda formira se nisko propusni filter drugog reda.

Pasivni nisko propusni filter drugog reda:

Frekvencijski odaziv:

6

Aktivni nisko propusni filter drugog reda:

Kao i pasivne tako i aktivne filtre možemo pretvoriti u filtre drugog reda niskog propusta dodavanjem još jedne RC mreže na ulaznom putu. Frekvencijski odaziv drugog reda niskopropusnog filtra je identičan onom prvoga reda.

VISOKO PROPUSNI FILTRI

Visoko propusni filtri su točna suprotnost nisko propusnim filtrima. Pasivni visokopropusni filtar propušta samo signale iznad odabrane cut-off točke, ƒc, eliminirajući sve niske frekvencija iz valnog oblika.

7

Frekvencijski odaziv:

8

Visoko propusni filtar drugog reda:

Ostvaruje se povezivanjem visokopropusnih filtara prvog reda.

AKTIVNI VISOKOPROPUSNI FILTAR:

Osnovni rad aktivnog visokopropusnog filtra je isto kao i kod RC pasivnog visokopropusnog filtra, ali je razlika što aktivni filtar ima operativne pojačalo uključeno u svom dizajnu te pružaja pojačanje i bolju kontrolu. Kao i aktivni niskopropusni filtar , najjednostavniji oblik aktivnog visoko propusnog filtra je povezivanje standardnog inverting ili non-inverting operativnog pojačala s osnovnim RC visoko propusnim pasivnim filtrom.

9

Ovaj prvog reda visokopropusni filtar, sastoji se samo od pasivnog filtra kojeg sljedi ne-invertirajuće pojačalo.Frekvencijski odaziv je isti kao kod pasivnog filtra, osim što se amplituda signala povećava sa faktorom pojačanja pojačala.

10

Sa Invertirajućim pojačalom:

Frekvencijski odaziv :

AKTIVNI VISOKO PROPUSNI FILTER DRUGOG REDA

11

Povezivanje aktivnih visisokopropusnih filtera

Visoko propusni filteri višeg reda, kao što su treći, četvrti, peti, itd. nastaju jednostavno kaskadnim povezivanjem prvog i drugog reda filtra. Na primjer, trećeg reda visokopropusni filtar je formiran kaskadom u seriji filtra prvog i drugog reda, četvrtog reda visokopropusni filtar formiran je kaskadom u seriji dva filtra drugog reda zajedno i tako dalje.

12

POJASNO PROPUSNI FILTRI

Spajanjem zajedno jedan nisko propusni i i jedan visokopropusni filter, možemo proizvesti drugu vrstu pasivnog RC filtera koji prolazi odabrani raspon ili "band" frekvencija koje mogu biti uske ili široke,dok prigušuje sve one izvan tog raspona.

Za razliku od niskopropusnog filtara kroz koji samo prolaze signali niske frekvencije ili visokopropusnog filtara kroz koji prolaze signala višeg frekvencijskog raspona,kroz band pass filter prolazi signala u određenom pojasu bez iskrivljenog ulaznog signala ili uvođenjem dodatne buke. Ovaj pojas frekvencije može biti bilo koji širine i obično je poznat kao bandwith filter.

AKTIVNI POJASNO PROPUSNI FILTER

Jednostavni aktivni pojasno propusni filtar:

13

Frekvencijski odaziv:

14

Literatura:

1. P.Biljanović, Elektronički sklopovi, Školska knjiga, Zagreb 19952. Sophocles J. Orfanidis: Introduction to Signal Processing,

Prentice Hall, 1995.3. A.Šantić, Elektronička instrumentacija" Školska knjiga, Zagreb

1993.

15