Tutoriel sur les différents types de filtres actifs et leurs applications

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Au fur et à mesure que le temps avance et que l'étude des filtres s'est allongée, les filtres actifs ont fait l'objet de discussions. Filtres actifs surface groupe de filtres électroniques qui utilise des composants actifs comme un amplificateur pour son fonctionnement. Les amplificateurs sont utilisés dans les filtres pour la conception afin d'améliorer la prévisibilité et les performances. Tout cela est terminé tout en évitant le besoin des inducteurs. Habituellement, les caractéristiques du filtre peuvent être déterminées à l'aide d'un amplificateur. Cet article présente une étude détaillée et l'utilisation des filtres actifs dans la technologie moderne. À l'avenir, les différents types de filtres actifs auront une capacité beaucoup plus large et représenteront la technologie future qu'elle ne possède actuellement.

Qu'est-ce qu'un filtre actif?

Le filtre est un n / w électrique dans n'importe quelle théorie de circuit, qui utilisé pour changer la phase ou l'amplitude des caractéristiques du signal par rapport à sa fréquence. Idéalement, cela n'inclura aucune nouvelle fréquence pour le i / p ni ne modifiera la composante de fréquence de ce signal. Un filtre actif utilise un amplificateurs opérationnels avec divers composants électroniques comme des résistances, des condensateurs pour le filtrage. Les amplificateurs opérationnels sont utilisés pour permettre de réaliser facilement de nombreux types de filtres actifs.




Un amplificateur empêche l'impédance de charge d'affecter les caractéristiques du filtre. La forme de la réponse, le facteur de dualité et la fréquence accordée et peuvent souvent être réglés avec des résistances variables peu coûteuses. Dans ces circuits de filtrage, nous pouvons modifier un paramètre sans endommager l'autre. Depuis que leurs principes de retour de base ont été projetés vers 1970, de nombreuses recherches ont été effectuées sur ces filtres et leurs applications réalistes.

Types de filtres actifs

Les types de filtres actifs les plus courants sont classés en quatre tels que



  • Butterworth
  • Chebyshev
  • Bessel
  • Elliptique

Il y a différents types de filtres sont disponibles , mais la plupart des applications peuvent être résolues avec ces implémentations.

Types de filtres actifs

Types de filtres actifs

Filtre Chebyshev

Le filtre actif Chebyshev est également nommé comme un filtre à ondulation égal. Cela donne une coupure plus nette qu'un Filtre Butterworth dans la bande passante. Les filtres Chebyshev et Butterworth montrent des déphasages importants proches de la fréquence de coupure. Un inconvénient du filtre Chebyshev est l'extérieur des minima et maxima de gain en dessous de la fréquence de coupure. Le paramètre réglable dans la conception du filtre, l'ondulation de gain est exprimée en dB.


Filtre Chebyshev

Filtre Chebyshev

La mise en œuvre de ces filtres donne un roll-off beaucoup plus raide, mais a des ondulations dans la bande passante, donc il n'est pas utilisé dans les systèmes audio. Bien que ce soit beaucoup mieux dans certaines applications où il n'y a qu'une seule fréquence disponible dans la bande passante, mais de nombreuses autres fréquences sont nécessaires pour éliminer.

Filtre actif Butterworth

Le Filtre actif Butterworth est également appelé filtre plat. La mise en œuvre du filtre actif Butterworth garantit une réponse plate dans la bande passante et un bon roll-off. Ce groupe de filtres se rapproche de l'ajustement parfait du filtre dans la bande passante. Les courbes de réponse en fréquence de différents types de filtres sont affichées. Ce filtre comprend une amplitude essentiellement plate, une réponse en fréquence allant jusqu'à la fréquence de coupure.

Filtre Butterworth

Filtre Butterworth

La rugosité de la coupure est visible sur le diagramme. Il est à noter que les trois filtres atteignent un angle de coupure de -40 dB / décade à des fréquences bien supérieures à la coupure. Ce filtre a une caractéristique quelque part b / n Filtres Chebyshev et Bessel . Il a un roll-off sensible de la jupe et des réponses de phase légèrement non linéaires. Ce type de filtre est un bon, très facile à comprendre et est excellent pour les applications de traitement audio.

Filtre de Bessel

Le filtre de Bessel donne une caractéristique de phase idéale avec une réponse de phase à peu près linéaire jusqu'à une fréquence presque de coupure. Cependant, il comprend une réponse de phase très linéaire mais une pente de jupe assez douce. Les applications de ce filtre impliquent où la caractéristique de phase est significative. Il s'agit d'un petit déphasage même si ses caractéristiques de coupure ne sont pas très intelligentes. Il convient parfaitement aux applications à impulsions.

Filtre de Bessel

Filtre de Bessel

Le filtre de Bessel présente un retard de propagation stable sur le spectre de fréquences i / p. Donc, appliquer une onde carrée à l'entrée d'un filtre donnera une onde carrée sur le o / p sans dépasser. De plus, tout filtre attendra différentes fréquences de diverses quantités. Cela se manifestera par un dépassement sur la forme d'onde o / p.

Filtre elliptique

Le filtre elliptique est bien plus filtre compliqué comme le Chebyshev . Il comprend une ondulation dans la bande passante et un roll-off sévère au prix d'une ondulation dans la bande d'arrêt. Ce filtre a le roll off de chaque filtre dans la région de conversion, mais il a à la fois les régions de bande d'arrêt et de bande passante. Ce filtre peut être conçu pour avoir une grande attention sur des fréquences particulières dans la bande d'arrêt, ce qui diminue l'atténuation d'autres fréquences dans la bande d'arrêt.

Filtre elliptique

Filtre elliptique

Avantages des filtres actifs

Les avantages d'un filtre actif sont les suivants

  • Ces filtres sont plus raisonnables que les filtres passifs.
  • L'appareil utilisé dans ces filtres est plus petit que les composants utilisés dans les filtres passifs.
  • Le filtre actif n'affiche aucune perte d'insertion.
  • Il permet également l'isolement interétage pour le contrôle de l'impédance i / p et o / p.

Applications des filtres actifs

  • Les filtres actifs sont utilisés dans systèmes de communication pour supprimer le bruit , pour isoler une communication de signal à partir de divers canaux pour améliorer le signal de message unique à partir d'un signal modulé.
  • Ces filtres sont utilisés dans les systèmes d'instrumentation par les concepteurs pour choisir un appareil de fréquence requis et en détacher les non désirés.
  • Ces filtres peuvent être utilisés pour limiter la bande passante du signal analogique avant de les transformer en signaux numériques.
  • Les filtres analogiques sont utilisés dans les systèmes audio par les ingénieurs pour envoyer diverses fréquences à divers haut-parleurs. Par exemple, dans l'industrie de la musique, des applications d'enregistrement et de lecture sont nécessaires pour contrôler les composantes de fréquence.
  • Les filtres actifs sont utilisés dans instruments biomédicaux d'interfacer les capteurs psychologiques avec les équipements de diagnostic et l'enregistrement des données.

Actuellement, de nombreux types de filtres actifs sont au stade initial en raison de sa faible capacité. Mais, à l'heure actuelle, de nombreux ingénieurs le conçoivent avec de grandes capacités. L'efficacité à long terme ne poussera pas seulement les consommateurs avec une charge non linéaire à utiliser ces filtres pour la préservation, mais aussi la qualité de la puissance à efficacité. La configuration d'un grand nombre de filtres actifs sera disponible pour rembourser la puissance réactive, le courant harmonique, le courant déséquilibré et neutre. Le client peut choisir le filtre actif avec les fonctionnalités préférées dans un proche avenir à mesure que la technologie évolue. De plus, toute question concernant ce concept ou Connaître la construction de filtres Butterworth et ses applications, veuillez donner vos précieuses suggestions en commentant dans la section commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction d'un filtre ?

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