सक्रिय फिल्टर वे होते हैं जिनके नियंत्रित स्रोत या सक्रिय तत्व होते हैं, जैसे परिचालन एम्पलीफायरों, ट्रांजिस्टर या वैक्यूम ट्यूब। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के माध्यम से, एक फ़िल्टर ट्रांसफर फ़ंक्शन के मॉडलिंग को पूरा करने की अनुमति देता है जो इनपुट सिग्नल को बदलता है और डिजाइन के अनुसार आउटपुट सिग्नल देता है।
इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर का कॉन्फ़िगरेशन आमतौर पर चयनात्मक होता है और चयन मानदंड इनपुट सिग्नल की आवृत्ति है। उपरोक्त के कारण, सर्किट के प्रकार (श्रृंखला में या समानांतर में) के आधार पर फ़िल्टर कुछ संकेतों के पारित होने की अनुमति देगा और बाकी के मार्ग को अवरुद्ध करेगा।
इस तरह, आउटपुट सिग्नल को सर्किट के डिज़ाइन मापदंडों के अनुसार परिष्कृत करके विशेषता होगी जो फ़िल्टर का गठन करता है।
विशेषताएँ
- सक्रिय फिल्टर एनालॉग फिल्टर होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे आवृत्ति घटकों के एक फ़ंक्शन के रूप में एक एनालॉग सिग्नल (इनपुट) को संशोधित करते हैं।
- सक्रिय घटकों (परिचालन एम्पलीफायरों, वैक्यूम ट्यूब, ट्रांजिस्टर, आदि) की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, इस प्रकार का फिल्टर इनपुट संकेत के संबंध में एक अनुभाग या पूरे आउटपुट सिग्नल को बढ़ाता है।
यह परिचालन एम्पलीफायरों (OPAMS) के उपयोग द्वारा शक्ति प्रवर्धन के कारण है। इससे इंडोर का उपयोग करने की आवश्यकता के बिना अनुनाद और एक उच्च गुणवत्ता वाला कारक प्राप्त करना आसान हो जाता है। अपने हिस्से के लिए, क्यू फैक्टर के रूप में जाना जाने वाला गुणवत्ता कारक-प्रतिध्वनि की तीक्ष्णता और दक्षता का एक उपाय है।
- सक्रिय फिल्टर सक्रिय और निष्क्रिय घटकों को जोड़ सकते हैं। उत्तरार्द्ध सर्किट के मूल घटक हैं: प्रतिरोधक, कैपेसिटर और प्रेरक।
- सक्रिय फिल्टर कैस्केडिंग कनेक्शन की अनुमति देते हैं, संकेतों को बढ़ाना और आवश्यक होने पर दो या दो से अधिक सर्किट के बीच एकीकरण की अनुमति के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है।
- इस मामले में कि सर्किट में परिचालन एम्पलीफायरों हैं, सर्किट का आउटपुट वोल्टेज इन तत्वों के संतृप्ति वोल्टेज द्वारा सीमित है।
- सर्किट के प्रकार, और सक्रिय और निष्क्रिय तत्वों की रेटिंग के आधार पर, सक्रिय फिल्टर को एक उच्च इनपुट प्रतिबाधा और एक छोटा आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
- सक्रिय फिल्टर का निर्माण अन्य प्रकार की विधानसभाओं की तुलना में किफायती है।
- संचालित करने के लिए, सक्रिय फिल्टर को बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है, अधिमानतः सममित।
पहले ऑर्डर फिल्टर करें
पहले-क्रम के फिल्टर का उपयोग उन संकेतों को आकर्षित करने के लिए किया जाता है जो अस्वीकृति की डिग्री से ऊपर या नीचे होते हैं, हर बार आवृत्ति के दोगुने होने पर 6 डेसीबल के गुणकों में। इस प्रकार का सेटअप आमतौर पर निम्नलिखित हस्तांतरण फ़ंक्शन द्वारा दर्शाया जाता है:
जब अंश और हर की अभिव्यक्ति को तोड़ते हैं, तो हमारे पास है:
- एन (जे degree) डिग्री pol 1 का बहुपद है
- t फ़िल्टर के कोणीय आवृत्ति का विलोम है
- डब्ल्यू सी फिल्टर की कोणीय आवृत्ति है, और इसे निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:
इस एक्सप्रेशन में f c फिल्टर की कटऑफ फ्रीक्वेंसी है।
कटऑफ आवृत्ति फिल्टर की सीमा आवृत्ति है जिसके लिए संकेत का एक क्षीणन प्रेरित होता है। फ़िल्टर कॉन्फ़िगरेशन (कम पास, उच्च पास, बैंड पास या बैंड को समाप्त) के आधार पर, फ़िल्टर डिज़ाइन का प्रभाव कटऑफ़ आवृत्ति से सटीक रूप से प्रस्तुत किया जाता है।
पहले ऑर्डर फिल्टर के विशेष मामले में, ये केवल कम पास या उच्च पास हो सकते हैं।
कम पास फिल्टर
इस प्रकार का फिल्टर निचली आवृत्तियों को गुजरने देता है, और कटऑफ आवृत्ति के ऊपर आवृत्तियों को दबाता या दबाता है।
निम्न-पास फिल्टर के लिए स्थानांतरण समारोह निम्नानुसार है:
इस हस्तांतरण समारोह का आयाम और चरण प्रतिक्रिया है:
एक सक्रिय कम-पास फ़िल्टर इनपुट और ग्राउंड-डिस्चार्ज रेसिस्टर्स को नियोजित करके डिज़ाइन फ़ंक्शन को पूरा कर सकता है, साथ ही साथ ऑप-एम्प्स और समानांतर कैपेसिटर और रेसिस्टर कॉन्फ़िगरेशन भी। नीचे एक सक्रिय कम पास इन्वर्टर सर्किट का एक उदाहरण है:
इस सर्किट के लिए स्थानांतरण समारोह के पैरामीटर हैं:
उच्च पास फिल्टर
कम पास फिल्टर की तुलना में, उनके हिस्से के लिए, उच्च पास फिल्टर का विपरीत प्रभाव पड़ता है। दूसरे शब्दों में, इस प्रकार का फ़िल्टर निम्न आवृत्तियों को दर्शाता है और उच्च आवृत्तियों को पास करने देता है।
यहां तक कि, सर्किट कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर, सक्रिय उच्च-पास फिल्टर संकेतों को बढ़ा सकते हैं यदि उनके पास परिचालन एम्पलीफायरों हैं जो विशेष रूप से उस उद्देश्य के लिए व्यवस्थित हैं। प्रथम-क्रम सक्रिय उच्च-पास फ़िल्टर का स्थानांतरण कार्य निम्नानुसार है:
प्रणाली का आयाम और चरण प्रतिक्रिया है:
एक सक्रिय उच्च पास फिल्टर सर्किट के इनपुट पर श्रृंखला में प्रतिरोधों और कैपेसिटर का उपयोग करता है, साथ ही एक प्रतिक्रिया प्रतिबाधा के रूप में सेवा करने के लिए डिस्चार्ज पथ में जमीन पर एक अवरोधक का उपयोग करता है। यहां एक सक्रिय हाई पास इन्वर्टर सर्किट का उदाहरण दिया गया है:
इस सर्किट के लिए स्थानांतरण समारोह के पैरामीटर हैं:
दूसरा आदेश फिल्टर
दूसरा ऑर्डर फिल्टर आमतौर पर श्रृंखला में पहला ऑर्डर फिल्टर कनेक्शन बनाकर प्राप्त किया जाता है, एक अधिक जटिल असेंबली प्राप्त करने के लिए जो चुनिंदा धुन आवृत्तियों की अनुमति देता है।
एक दूसरे आदेश फिल्टर के हस्तांतरण समारोह के लिए सामान्य अभिव्यक्ति है:
जब अंश और हर की अभिव्यक्ति को तोड़ते हैं, तो हमारे पास है:
- एन (जे degree) डिग्री pol 2 का बहुपद है।
- डब्ल्यू ओ फिल्टर की कोणीय आवृत्ति है, और निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:
इस समीकरण में f o फ़िल्टर की विशेषता आवृत्ति है। आरएलसी सर्किट (प्रतिरोध, प्रारंभ करनेवाला और श्रृंखला में संधारित्र) होने के मामले में, फ़िल्टर की विशेषता आवृत्ति फ़िल्टर के गुंजयमान आवृत्ति से मेल खाती है।
बदले में, गुंजयमान आवृत्ति वह आवृत्ति होती है, जिस पर सिस्टम अपने दोलन की अधिकतम डिग्री तक पहुंच जाता है।
- - भिगोना कारक है। यह कारक इनपुट सिग्नल को नम करने के लिए सिस्टम की क्षमता को परिभाषित करता है।
बदले में, भिगोना कारक से, फिल्टर गुणवत्ता कारक निम्नलिखित अभिव्यक्ति के माध्यम से प्राप्त किया जाता है:
सर्किट प्रतिबाधा के डिजाइन के आधार पर, दूसरा क्रम सक्रिय फिल्टर हो सकता है: कम पास फिल्टर, उच्च पास फिल्टर और बैंड पास फिल्टर।
अनुप्रयोग
गैर-रैखिक भार के कनेक्शन के कारण नेटवर्क में गड़बड़ी को कम करने के लिए विद्युत नेटवर्क में सक्रिय फिल्टर का उपयोग किया जाता है।
इन गड़बड़ियों को सक्रिय और निष्क्रिय फिल्टर और विधानसभा इनपुट और आरसी सेटिंग्स को अलग-अलग संयोजन करके अनुमति दी जा सकती है।
विद्युत विद्युत नेटवर्क में, सक्रिय फिल्टर का उपयोग वर्तमान के हार्मोनिक्स को कम करने के लिए किया जाता है जो सक्रिय फिल्टर और विद्युत विद्युत उत्पादन नोड के बीच नेटवर्क के माध्यम से प्रसारित होता है।
इसी तरह, सक्रिय फिल्टर तटस्थ के माध्यम से प्रसारित रिटर्न धाराओं और इस वर्तमान प्रवाह और सिस्टम वोल्टेज से जुड़े हार्मोनिक्स को संतुलित करने में मदद करते हैं।
इसके अलावा, सक्रिय फिल्टर इंटरकनेक्टेड इलेक्ट्रिकल सिस्टम के पावर फैक्टर को सही करने में एक उत्कृष्ट भूमिका निभाते हैं।
संदर्भ
- सक्रिय फ़िल्टर (sf)। तचिरा का राष्ट्रीय प्रायोगिक विश्वविद्यालय। तचिरा राज्य, वेनेजुएला। से पुनर्प्राप्त: unet.edu.ve
- लामिच, एम। (2001)। सक्रिय फिल्टर: परिचय और अनुप्रयोग। यूनिवर्सिटैट पोलिटेकिन डे कैटालुन्या, स्पेन। से पुनर्प्राप्त: crit.upc.edu
- मियारा, एफ। (2004)। सक्रिय फिल्टर। रोसारियो के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय। अर्जेंटीना। से बरामद: fceia.unr.edu.ar
- जिमेनेज, एम (एसएफ)। सर्किट सिद्धांत II। साइमन बोलिवर यूनिवर्सिटी। मिरांडा राज्य, वेनेजुएला। से पुनर्प्राप्त: labc.usb.ve
- विकिपीडिया, द फ्री इनसाइक्लोपीडिया (2017)। सक्रिय फिल्टर। से पुनर्प्राप्त: es.wikipedia.org
- विकिपीडिया, द फ्री इनसाइक्लोपीडिया (2017)। इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर। से पुनर्प्राप्त: es.wikipedia.org