Op-Amp As Active Filter

Filter Aktif - Jenis rangkaian analog yang menerapkan filter elektronik menggunakan komponen aktif, biasanya penguat. Amplifier disertakan dalam desain filter untuk meningkatkan Biaya, Kinerja, dan Prediktabilitas Filter.

Penguat mencegah Impedansi Beban pada tahap berikut dari mempengaruhi karakteristik clear out. Filter aktif dapat memiliki kutub dan nol yang kompleks tanpa menggunakan induktor besar atau mahal.

Bentuk Respon, Q (Faktor Kualitas), dan Frekuensi yang disetel, sering dapat diatur dengan resistor variabel murah. Rangkaian filter out aktif, satu parameter dapat disesuaikan tanpa memengaruhi yang lain.

Active Low Pass Filter

- Redaman Frekuensi di bawah titik Cut-Off.

Active High-Pass Filter

- Redaman Frekuensi di atas titik Cut-Off.

Active Band-Pass Filter

- Redaman Frekuensi baik di atas dan di bawah yang diizinkan.

Active Low Pass Filter

Filter High Pass Aktif dengan menggabungkan Jaringan Filter RC Pasif dengan Penguat Operasional untuk menghasilkan Filter Lolos Tinggi dengan Amplifikasi.

RC Passive Filter, Rangkaian filter urutan pertama, seperti Low Pass Filter dan High Pass Filter dibuat dengan menggunakan satu resistor secara seri dengan kapasitor non-terpolarisasi terhubung melalui Sinyal Input Sinusoidal.

Filter aktif umpan-rendah orde pertama, terdiri dari tahap filter RC Pasif yang menyediakan jalur frekuensi rendah ke input Op-Amp Non-Pembalik.

Filter Low Pass Orde Pertama

Amplifier dikonfigurasikan sebagai pengikut tegangan (Buffer) memberikannya gain DC satu, Av = +1 atau gain kesatuan dibandingkan dengan filter RC Pasif sebelumnya memiliki Gain DC kurang dari satu.

Keuntungan dari konfigurasi bahwa Impedansi Masukan Op-Amp yang tinggi mencegah pemuatan berlebihan output filter sementara impedansi keluarannya rendah mencegah filter memotong titik frekuensi dari pengaruhi oleh perubahan dalam Impedansi Beban.

Respons frekuensi dari rangkaian akan sama seperti untuk filter RC pasif, kecuali bahwa amplitudo output dinaikkan oleh penguatan jalur, AF penguat.

Rangkaian Penguat Non-Pembalik, besarnya penguatan tegangan untuk filter diberikan sebagai fungsi dari resistor umpan balik (R2) dibagi dengan nilai resistansi masukannya (R1) dan diberikan sebagai:

Gain dari Filter Llow Pass Aktif sebagai Fungsi Frekuensi,

Maka Filter Low PassOrde Pertama.

Dimana

AF =  Gain band pass dari filter, (1 + R2 / R1)

ƒ  =  Frekuensi sinyal input dalam Hertz, (Hz)

ƒc =  Frekuensi cut-off dalam Hertz, (Hz)

Pengoperasian Filter Aktif lewat Rendah Diverifikasi

Active Low Pass Filter memiliki AF penguatan konstan dari 0Hz ke titik Cut-Off frekuensi tinggi, ƒC.

Gain adalah 0,707AF, dan ƒC menurun pada tingkat yang konstan dengan meningkatnya frekuensi. Artinya, ketika frekuensi meningkat sepuluh kali lipat (satu dekade), Gain tegangan dibagi dengan 10.

Gain menurun 20dB (= 20 * log (10)) setiap kali frekuensi meningkat sebesar 10. Ketika berhadapan dengan rangkaian filter, besarnya gain band pass dari rangkaian dinyatakan dalam desibel atau dB sebagai fungsi gain tegangan.

Sirkuit terakhir beserta tanggapan Frekuensinya.

Filter Low Pass Orde Kedua

Dapat diubah menjadi Filter Low Pass Orde Kedua dengan menggunakan jaringan RC tambahan di jalur input. Tanggapan frekuensi dari Filter Low Pass orde kedua identik dengan jenis orde pertama kecuali bahwa Roll-Off Stop Band akan menjadi dua kali filter orde pertama pada 40dB / dekade (12dB / oktaf).

Untuk membentuk filter tingkat tinggi, keuntungan keseluruhan dari filter sama dengan produk setiap tahap.

Misalnya,

Perolehan satu tahap mungkin 10 dan perolehan tahap kedua mungkin 32 dan perolehan tahap ketiga mungkin 100. Maka keseluruhan perolehan akan menjadi 32.000, (10 x 32 x 100).

Filter Aktif Second-Order (Dua Kutub) karena filter tingkat tinggi dirancang menggunakan filter. Dengan menyatukan filter pertama dan kedua, filter dengan penentuan Nilai, baik Ganjil atau Genap hingga nilai apa pun dibuat.

Filter Aktif Second-Order (Dua Kutub) karena filter tingkat tinggi dirancang menggunakan filter. Dengan menyatukan filter pertama dan kedua, filter dengan penentuan Nilai, baik Ganjil atau Genap hingga nilai apa pun ditentukan.

Active High Pass Filter

Menggabungkan Rangkaian RC Low Pass Filter dengan Penguat Operasional, Dapat membuat sirkuit Active Low Pass Filter lengkap dengan Amplifikasi.

Pengoperasian Active Pass Filter Tinggi (HPF) sama dengan sirkuit pass pasif high pass RC yang setara, Rangkaian memiliki penguat operasional atau termasuk dalam desainnya memberikan penguatan dan penguatan kontrol.

High Pass Filter Orde Pertama

Respon Frekuensi Band Pass Maksimum dari filter pass tinggi aktif dibatasi oleh karakteristik Loop Terbuka atau Bandwidth Op-Amp yang digunakan, membuatnya Filter Band Pass dengan Cut-Off Frekuensi tinggi ditentukan oleh pemilihan Op-Amp dan Gain.

uA741 memiliki "Loop Terbuka" (tanpa umpan balik) Gain tegangan DC sekitar 100dB pengurangan maksimum pada laju Roll Off -20dB / Dekade (-6db / Oktave) sebagai frekuensi masukan. Gain uA741 mengurangi hingga mencapai Gain Unity (0dB) atau "Frekuensi Transisi" (ƒt) sekitar 1MHz.

Filter High Pass Orde Pertama (Single-Pole), melemahkan frekuensi rendah dan meneruskan sinyal frekuensi tinggi. Terdiri dari bagian filter pasif diikuti oleh Penguat Operasional Non-Pembalik.

Respon Frekuensi rangkaian seperti pada filter pasif, kecuali amplitudo sinyal ditingkatkan oleh penguatan amplifier dan untuk penguat non-pembalik, nilai penguatan tegangan band pass diberikan  1 + R2 / R1.

Active High Pass Filter dengan Amplifikasi

Filter High-Order High Pass Orde, terdiri dari filter pasif diikuti oleh penguat non-pembalik. Respon frekuensi dari rangkaian sama dengan filter pasif, kecuali amplitudo sinyal ditingkatkan oleh Penguatan Amplifier.

Gain Filter Pass Aktif Tinggi

Dimana:

AF = Gain band Pass dari clear out, (1 R2 / R1)

ƒ   = Frekuensi Sinyal Input dalam Hertz, (Hz)

?C = Frekuensi Cut-off dalam Hertz, (Hz)

Active High Pass Filter memiliki AF advantage yang meningkat dari 0Hz ke titik Cut-off frekuensi rendah, ?C pada 20dB / dekade seiring meningkatnya frekuensi.

ƒC Gain adalah 0,707*AF, dan ƒC semua frekuensi dilewatkan frekuensi band sehingga filter memiliki AF penguatan konstan dengan frekuensi tertinggi ditentukan oleh Bandwidth Loop Tertutup Op-amp.

Besaran Penguatan Tegangan di (dB)

Filter Orde Pertama, kurva respons frekuensi dari filter meningkat sebesar 20dB / dekade atau 6dB / oktaf hingga titik frekuensi Cut-off yang ditentukan selalu -3dB di bawah nilai gain maksimum. Seperti sirkuit filter, frekuensi Cut-off atau lebih rendah (ƒc).

Sudut Fase yang sesuai atau pergeseran fasa dari sinyal output sama dengan yang diberikan untuk filter RC pasif dan mengarah pada sinyal input. Sama dengan +45o pada nilai Frekuensi Cut-Off.

Filter Pass Aktif Tinggi Orde Pertama sederhana dibuat menggunakan konfigurasi penguat operasional pembalik, Contoh dari desain diberikan dengan Kurva Respon Frekuensi yang sesuai. Perolehan 40dB telah diasumsikan.

Sirkuit Amplifier Operasional Pembalik

Kurva Respon Frekuensi

High Pass Active Filter Orde Kedua

Tanggapan Frekuensi Filter High Pass Orde Kedua identik dengan jenis orde pertama kecuali bahwa Roll-Off Stop Band akan menjadi dua kali filter orde pertama pada 40dB / dekade (12dB / oktaf). Langkah yang diperlukan dari filter akses tinggi aktif orde kedua adalah sama.

Filter Aktif High-Order High Pass, seperti ketiga, keempat, kelima, dll dibentuk hanya dengan menyatukan filter pertama dan kedua.

Contoh,

Filter excessive bypass orde ketiga dibentuk oleh kaskade dalam filter urutan pertama dan kedua seri, filter high skip orde keempat dengan menurunkan dua filter out urutan kedua bersama-sama dan seterusnya.

Active Band Pass Filter

Karakteristik Band Pass, Kemampuannya untuk melewatkan frekuensi yang relatif tidak dilemahkan di atas band tertentu atau penyebaran frekuensi yang disebut "Pass Band".

Aktif Band Pass Filter, Rangkaian filter selektif frekuensi yang digunakan untuk memisahkan sinyal frekuensi tertentu, atau berbagai sinyal yang berada dalam "Band" frekuensi tertentu dari sinyal di semua frekuensi lainnya.

Band atau rentang frekuensi diatur antara dua titik Frekuensi Cut-off atau sudut berlabel “Frekuensi Rendah” (ƒL) dan “Frekuensi Lebih Linggi” (ƒH) sementara melemahkan sinyal di luar dua titik ini.

High Pass Filter (HPF), Dimulai dari Frekuensi Cut-off -3dB dan berlanjut hingga tak terbatas atau Gain Loop Terbuka maksimum untuk filter aktif.

Low Pass Filter (LPF), Dimulai dari 0Hz atau DC dan berlanjut hingga titik frekuensi Cut-off ditentukan pada -3dB turun dari Gain Pass Band Maksimum.

Bersama-sama Filter Pasif Rendah danFilter Pasif Tinggi menghasilkan rangkaian filter tipe "Q-Faktor" rendah yang memiliki Band Pass Lebar.

Tahap pertama dari filter out menjadi tahap lintasan tinggi menggunakan kapasitor untuk memblokir bias DC dari sumbernya. Menghasilkan respon frekuensi band bypass asimetris yang relatif datar dengan satu setengah mewakili respon bypass rendah dan setengah lainnya mewakili respon umpan tinggi.

Titik sudut yang lebih tinggi (ƒH) serta titik potong frekuensi sudut bawah (ƒL) dihitung seperti sirkuit urutan rendah dan tinggi urutan pertama standar.

Pemisahan diperlukan antara dua titik Cut-off untuk mencegah interaksi antara bypass rendah dan skip tinggi. Penguat menyediakan isolasi antara dua tahap dan mendefinisikan perolehan tegangan keseluruhan dari rangkaian.

Bandwidth filter out, Perbedaan antara titik atas dan bawah -3dB. Contoh, memiliki clear out skip band yang titik cut-off -3dB ditetapkan pada 200Hz dan 600Hz. Kemudian bandwidth dari filter out akan diberikan sebagai:

Bandwidth (BW) = 600 - two hundred = 400Hz

[ Knowledge | Pengetahuan  ]

[ Avionics Knowledge ]  -  [ The Computer Networking ]

0 Response to "Op-Amp As Active Filter"

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel