Električni filter
Из Википедије, слободне енциклопедије
Električki filtar (ili filter) je elektronički sklop čija je funkcija da na određeni način promijeni karakteristiku frekvencijskog spektra ulaznog signala. Filtar je naprava ili sistem koji na određeni unaprijed propisani način vrši konverziju veličina na svojim ulazima u veličine na svojim izlazima.
Cilj filtra:
-umanjiti neželjena svojstva ulaznih veličina,
-zadržati ili istaknuti željena svojstva.
Električki filtar je sistem čije su ulazne i izlazne veličine električki signali. Njegova funkcija je da na propisani način promjeni karakteristike spektra ulaznog signala.
Postoje pasivni filtri koji su sastavljeni samo od pasivnih elektricnih komponenti (kalemi, kondenzatori, otpornici) i aktivni filtri koji pored pasivnih sadrže i jednu ili više aktivnih komponenti sa svojstvom pojačanja signala (tranzistori, operacijska i druga pojačala).
Aktivni filtri mogu biti analogni ili digitalni. Analogni filtar obrađuje analogni signal i može se predstaviti linearnim četveropolom. Digitalni filtar obrađuje digitalni signal i realizuje se pomoću posebnih integriranih krugova ili kao algoritam kojeg izvodi procesor digitalnog signala (DSP, eng. Digital Signal Processor).
Садржај |
[уреди] Prijenosna funkcija filtra
Električki filtar je sistem, pa ga je u tom smislu moguće definisati kao skup specifikacija kojima su određeni odnosi između njegovih ulaza i izlaza. 
Prijenosna funkcija filtra H(s) se definiše kao odnos izlaznog signala Y(s) i ulaznog signala X(s) u domeni kompleksne frekvencije s:
Ako se filtar promatra u stacionarnom stanju, moguće je kompleksnu frekvenciju s zamijeniti s njenim imaginarnim dijelom jω, te se tada dobije prijenosna funkcija u obliku:
Za linearni i vremenski nepromjenjiv sistem odnos između ulaza i izlaza sistema definiran je konvolucijskim integralom:
... gdje su :
h(t) impulsni odziv sistema,
x(t) ulaz, poticaj ili pobuda,
y(t) izlaz ili odziv sistema.
[уреди] Amplitudno-frekvencijska karakteristika
Amplitudno-frekvencijska karakteristika pokazuje koliko filtar pojačava (ili guši) signal na određenoj frekvenciji. Definisana je kao logaritam apsolutne vrijednosti prijenosne funkcije kada se s zamijeni sa jω:
Logaritmiranjem s prirodnim logaritmom amplitudna se karakteristika dobije izražena u neperima (N), a logaritmiranjem dekadskim logaritmom rezulatat treba pomnožiti s 20 kako bi amplitudna karakteristika bila izražena u decibelima (dB). Između decibela i nepera vrijedi relacija:
- 1 dB = 8,686 N
[уреди] Fazno-frekvencijska karakteristika
Fazno-frekvencijska karakteristika pokazuje kako izlazni signal filtra predhodi ili zaostaje u fazi za ulaznim na određenoj frekvenciji.
[уреди] Tipovi filtara
Filtre je moguće obzirom na oblik frekvencijske karakteristike podijeliti u dvije grupe :
-selektivni filtri,
-korektori.
[уреди] Selektivni filtri
Kod selektivnih filtara oblik |H(jW)| je takav da je moguće jasno razlikovati frekvencijska područja u kojima je ulazni signal prigušen od onih u kojima je on propušten.
Područje propuštanja filtra je:
-pojas frekvencija u kojem amplitudno frekvencijska karakteristika ima vrijednost približno jednaku 1, komponente pobudnog signala čije su frekvencije unutar tog pojasa pojavljuju na izlazu filtra sa približno istom amplitudom kao i na ulazu.
Područje gušenja filtra je:
-pojas frekvencija u kojem je amplitudno frekvencijska karakteristika približno jednaka nuli, frekvencijske komponente ulaznog signala koje se nalaze unutar tog pojasa nisu propuštene na izlaz.
Amplitudno frekvencijska karakteristika |H(jW)| je funkcija bez diskontinuiteta, pa je prijelaz između područja propuštanja i područja gušenja kontinuiran.
Prijelazno područje filtra je područje frekvencija na prijelazu između područja propuštanja i područja gušenja. Obzirom na položaj svakog od spomenutih područja na frekvencijskoj osi, moguće je razlikovati 4 osnovna tipa selektivnih filtara.
[уреди] Nisko propusni (NP) filtar
Niskopropusni filtar propušta sve frekvencije niže od granične frekvencije, a guši više. područje propuštanja za 0 < Ω < Ω1 ,
područje gušenja za Ω2 < Ω < ∞ ,
važi : Ω1 < Ω2 .
[уреди] Visoko propusni filtar
Visokopropusni filtar propušta sve frekvencije više od granične frekvencije, a guši niže.
područje propuštanja za Ω2 < Ω < ∞ ,
područje gušenja za 0 < Ω < Ω1 ,
važi : Ω1 < Ω2 .
[уреди] Pojasno propusni filtar
Pojasnopropusni filtar propušta sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija, a guši ostale.
područje propuštanja za Ω2 < Ω < Ω3 ,
područja gušenja za 0 < Ω < Ω1 i Ω4 < Ω < ∞ ,
važi : Ω1 < Ω2 < Ω3 < Ω4 .
[уреди] Pojasna brana
Pojasna brana guši sve frekvencije između dviju graničnih frekvencija, a propušta ostale.
područje propuštanja za 0 < Ω < Ω1 i Ω4 < Ω < ∞ ,
područja gušenja za Ω2 < Ω < Ω3 ,
vrijedi : Ω1 < Ω2 < Ω3 < Ω4 .
[уреди] Filtarski korektori
Za razliku od selektivnih filtara, nemaju jasno definirana područja propuštanja odnosno područja gušenja. Služe za korekciju frekvencijske karakteristike nekog drugog sustava. Obzirom na činjenicu dali korigiraju amplitudno/frek. ili fazno/frek. karakteristiku sustava dijele se na: amplitudne korektore i fazne korektore.
[уреди] Fazni korektori
Najčešće se koriste svepropusni filtri, amplitudno/frek. karakteristika im je ravna u cijelom frekvencijskom području, sve su frekvencijske komponente signala prenesene bez prigušenja, ali su fazno pomaknute prema definiranim filtarskim specifikacijama.
