Фвч что это

Описание характеристик ФВЧ в частотной области

Фильтр верхних частот является схемой, которая передаёт без изменений сигналы высоких частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов и опережение их по фазе относительно входных сигналов.

В цепи данного типа (рисунок 3.2,а) входное напряжение подводится к последовательно включённым сопротивлениямZ1+ Z2 = R+(1/(jwС)), а выходное напряжение снижается с сопротивления R.

В результате передаточная функция цепи по напряжению имеет следующий вид

. (1)

Если постоянную времени цепи обозначить через t, то для RC— цепи t = RC , а для RL -цепи t = L /R.

Окончательно выражение (1) примет вид:

(2)

Из последней формулы получим выражение амплитудно-частотной характеристики:

. (3)

и фазочастотной характеристики (ФЧХ) цепи

. (4)

Приняв за частоту среза ФВЧ (wср) такую частоту, на которой К(w)=0,707,

частота среза фильтра определится по выражению:

а фазовой сдвиг j на этой частоте согласно формуле (4) составит +45 0 .

Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики фильтра изображены на рисунках 2.5,а и 2.5,б соответственно.

Рисунок 2.5-Частотные характеристики ФВЧ: а)-АЧХ цепи;б)-ФЧХ цепи

Если в выражении (2) принять wt >1,

где wн — нижняя граничная частота спектра входного сигнала.

2. 4. Описание характеристик ФВЧ во временнойобласти

Характеристики ФВЧ во временной области изображены на рисунке 2.6.

t
uвых.(t)

Рассмотрим воздействие прямоугольных видеоимпульсов с амплитудой Um и длительностью tи на ФВЧ.

В результате воздействия таких импульсов (рисунок 3.4,а) напряжение на входе фильтра почти мгновенно передастся на выход схемы.

Из-за того, что конденсатор фильтра не может мгновенно приобрести или потерять заряд, происходит заряд конденсатора С и выходное напряжение уменьшается по экспоненциальному закону

.

Из графиков, представленных на рисунке 3.4 видно, что выходной сигнал состоит из двух разнополярных импульсов одинаковой амплитуды.

Чем больше подавляются низкие частоты спектра сигнала, тем больше искажается плоская часть вершины импульсов.

Для расширения подавляемой части спектра сигнала, поступающего на вход фильтра необходимо сместить граничную частоту фильтра wср в сторону высших частот. Во временном представлении это равносильно тому, что нужно уменьшить постоянную времени цепи t.

При значениях постоянной времени цепи во много раз меньшой длительности импульса данной цепью будет осуществляться приближённое дифференцирование сигналов (рисунок 3.4,б).

Идеального дифференцирования в принципе достичь невозможно.

Для получения идеального дифференцирования сигнала, необходимо уменьшить t до нуля, в результате чего выходное напряжение будет иметь вид, схожий с видом, изображенным на рисунке 3.4,в.

Если постояннная времени цепи будет во много раз больше длительности импульса, то форма выходного сигнала будет повторять форму входного сигнала.

В связи с тем, что через конденсатор не может протекать постоянный ток, среднее значение выходного напряжения равно нулю. Следовательно постоянная составляющая входного напряжения не передастся на выход схемы .

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9990 — | 7481 — или читать все.

193.151.241.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Термин: Фильтр высокой частоты

Фильтр высокой частоты (ФВЧ, high pass filter) – это устройство, подавляющее частоты сигнала ниже частоты среза данного фильтра. На рисунке приведена амплитудно-частотная характеристика типичного ФВЧ. Единице условно присвоена максимальная амплитуда сигнала, точка с амплитудой 0,7 (-3 дБ) соответствует частоте среза ФВЧ, относительно которой производится расчёт ФВЧ по большинству существующих методик. От нулевой частоты до частоты среза ФВЧ располагается полоса частот подавления (задержания), справа – полоса частот пропускания.

Подавление низкочастотных составляющих сигнала приводит к подавлению деталей сигнала с малыми скоростями нарастания и к подавлению постоянной составляющей сигнала. ФВЧ выявляет быстро изменяющиеся составляющие в сигнале, внося собственную задержку фильтра.

Выходной сигнал ФВЧ всегда носит двуполярный характер с нулевой средней интегральной составляющей, или, другими словами, на выходе ФНЧ отсутствует постоянная составляющая сигнала (за исключением остаточного смещения нуля, которое может присутствовать в активных аналоговых фильтрах).

ФВЧ традиционно применяют для улучшения отношения сигнал/шум сигнального тракта, где постоянная составляющая сигнала неинформативна, за счёт подавления низкочастотных шумов, дрейфа сигнала с частотами ниже, чем нижняя граница полосы частот полезного сигнала. Если неинформативная постоянная составляющая велика по отношению к полезному сигналу, то ФВЧ применяют для лучшего использования входного диапазона АЦП в задаче измерения переменной составляющей сигнала.

ФВЧ могут быть как аналоговые, так и цифровые.

Аналоговые ФВЧ бывают активными (требуют дополнительной энергии питания для своей работы) и пассивными (не требуют дополнительной энергии питания). Активный аналоговый ФВЧ использует микроэлектронную технологию (типично: операционные усилители), пассивный аналоговый ФВЧ может быть сделан на пассивных электронных компонентах.

Цифровые ФВЧ (фильтр цифрового сигнала) – это большое семейство вычислительных алгоритмов ЦОС. Принципиально цифровой фильтр может быть рекурсивным (с обратными связями в своём алгоритме) и нерекурсивным (без обратных связей). Принципиально, что АЧХ цифрового фильтра на частотной оси периодична: в частности, выше половины частоты дискретизации начинается зеркальная АЧХ цифрового фильтра.

Основные характеристики физически реализованного ФВЧ:

  • Частота среза.
  • Неравномерность в полосе частот пропускания, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ).
  • Групповая задержка фильтра, фазочастотная характеристика (ФЧХ).
  • Врямя установления сигнала.
  • Динамический диапазон.
  • Рабочий диапазон сигнала в полосе частот пропускания.
  • Рабочий диапазон постоянной составляющей входного сигнала.
Перейти к другим терминам Cтатья создана: 09.07.2014
О разделе «Терминология» Последняя редакция: 25.08.2019

Использование термина

Термин употребляется при описании трактов измерения, например, при описании принципа работы систем сбора данных.

Фвч что это

Фильтр — получить на Академике активный купон Krawt или выгодно фильтр купить по низкой цене на распродаже в Krawt

фильтр верхних частот — Электрический частотный фильтр, имеющий полосу пропускания выше заданной частоты среза и полосу задерживания для более низких частот [ГОСТ 24375 80] фильтр верхних частот Фильтр, пропускающий сигналы с частотами выше граничной частоты и… … Справочник технического переводчика

Фильтр верхних частот — 258. Фильтр верхних частот ФВЧ Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа Смотри также родственные термины: 56. Фильтр верхних частот аппаратуры системы передачи с ЧРК Фильтр верхних частот Ндп. Фильтр К … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

фильтр верхних частот — aukštųjų dažnių filtras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. high pass filter vok. Hochpaßfilter, n rus. фильтр верхних частот, m pranc. filtre passe haut, m … Fizikos terminų žodynas

Фильтр верхних частот — 1. Электрический частотный фильтр, имеющий полосу пропускания выше заданной частоты среза и полосу задерживания для более низких частот Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь

фильтр верхних частот аппаратуры системы передачи с ЧРК — фильтр верхних частот Ндп. фильтр К Фильтр аппаратуры системы передачи с ЧРК, полоса пропускания которого расположена по диапазону частот выше полосы задерживания. [ГОСТ 22832 77] Недопустимые, нерекомендуемые фильтр К Тематики системы передачи… … Справочник технического переводчика

фильтр верхних частот (сейсм.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN low cut filter … Справочник технического переводчика

Фильтр верхних частот аппаратуры системы передачи с ЧРК — 56. Фильтр верхних частот аппаратуры системы передачи с ЧРК Фильтр верхних частот Ндп. Фильтр К D. Hochpass Е. Hight pass filter F. Filtre passe haut Фильтр аппаратуры системы передачи с ЧРК, полоса пропускания которого расположена по диапазону… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Фильтр верхних частот аппаратуры системы передачи с ЧРК — 1. Фильтр аппаратуры системы передачи с ЧРК, полоса пропускания которого расположена по диапазону частот выше полосы задерживания Употребляется в документе: ГОСТ 22832 77 Аппаратура систем передачи с частотным разделением каналов. Термины и… … Телекоммуникационный словарь

Фильтр высоких частот — Фильтр верхних частот (ФВЧ) электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала меньше, чем частота среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра. В отличие от ФВЧ … Википедия

Фильтр нижних частот — (ФНЧ) один из видов аналоговых или электронных фильтров, эффективно пропускающий частотный спектр сигнала ниже некоторой частоты (частоты среза), и уменьшающий (подавляющий) частоты сигнала выше этой частоты. Степень подавления каждой… … Википедия

Фильтр высокой частоты своими руками

В этой статье будет рассказано о том, как сделать фильтр высокой частоты своими руками. Но прежде чем мы с вами начнем в этом разбираться, мы должны кое-что понять. То, что же из себя представляют сами фильтры высоких и низких частот.

Определение

Фильтры можно поделить на верхние (высокие) и нижние (низкие) частоты. Почему люди часто говорят “верхние”, а не “высокие” частоты? Происходит это из-за того, что с двух килогерц начинаются высокие в звукотехнике. Но два килогерца в радиотехнике — это частота звука, и поэтому ее называют “низкой”.

Также существует такое понятие, как средняя частота. Относится оно к звукотехнике. Так что же такое фильтр средней частоты? Это комбинация из нескольких вышеперечисленных устройств. Также это может быть полосовой фильтр.

Фильтр высокой частоты – это электронный или какой-нибудь прочий аппарат, который пропускает верхние частоты сигнала, и который на входе подавляет частоту сигнала в соответствии с ранее заданным срезом. Степень подавленности будет также зависеть от определенного типа фильтра.

Низкочастотный отличается тем, что он может пропускать входящий сигнал, который будет ниже заданного среза, при этом подавляя верхние частоты.

Область применения

Фильтр высокой частоты можно использовать для того, чтобы выделять высокочастотные сигналы. Также часто его применяют при обработке аудиосигналов, например, в раздельных фильтрах, которые еще называют кроссоверными. Также они используются для обрабатывания изображений, чтобы можно было осуществить преобразование в частотной области.

Вот из чего состоит простейший фильтр высоких частот:

Работа сопротивления на емкость (R х С) есть постоянной времени (длительность протекания процесса) для данного фильтра, которая будет обратно пропорциональна частоте среза в герцах (единица измерения процессов колебаний).

Расчет фильтра высоких частот

Итак, как же мы можем провести расчет? Чтобы выполнить все действия на дому, нужно сделать одну из самых простых таблиц автоматического расчета в Microsoft Excel, но для этого нужно уметь пользоваться формулами в этой программе.

Можно пользоваться такой формулой:

Где f – это частота среза; R – это сопротивление резистора, Ом; С – это емкость конденсатора, Ф (фарады).

Представленные устройства бывают пяти видов, и сейчас мы с вами их поочередно рассмотрим.

  • П-образные — по виду напоминают букву П;
  • Т-образные — напоминают букву Т;
  • Г-образные — напоминают букву Г;
  • одноэлементные (конденсатор служит фильтром для высоких частот);
  • многозвенные – это те же самые Г-образные фильтры, только в этом случае они соединены последовательно.

П-образные

Можно сказать, что эти фильтры такие же, как и Г-образные, но к ним присоединяется вдобавок еще одна часть вначале. Все, что будет написано для Т-образных, будет верно и для П-образных. Отличия лишь заключаются в том, что у них увеличится шунтирующее действие на радиоцепь, стоящую спереди.

Для того чтобы рассчитать П-образный фильтр, вам надо будет использовать формулу делителя напряжения и добавить дополнительное шунтирующее сопротивление первого элемента.

Вот вам примеры перехода Г-образного RC фильтра в П-образный RC также высоких частот:

На изображении можно заметить, что к исходной цепи добавляется еще один резистор 2R, расположенный параллельно первому.

Вот пример преобразования в RL:

Здесь вместо резисторра выстпает катушка индуктивности. Так же добавляется вторая (2L), расположенная параллельно первой.

И третий пример — преобразования в LC:

Т-образные

Т–образный фильтр — это тот же самый Г-образный, только с добавлением еще одного элемента.

Они будут рассчитываться таким же образом как и делитель напряжения, который будет состоять из двух частей с нелинейным АЧХ. Далее к полученному значению необходимо прибавить число реактивного сопротивления третьего элемента.

Также можно использовать и другой метод расчета, однако на практике он менее точен. Его суть заключается в том, что после полученного значения первой рассчитанной части Г-образного фильтра переменная растет или падает в двойне и распределяется на два элемента.

Если это будет конденсатор, тогда значение емкости катушек растет вдвойне, если же это резистор или дроссель, тогда значение сопротивления катушек, наоборот, падает вдвойне.

Примеры преобразования приведены ниже.

Переход Г-образного RC фильтра в Т-образный:

На изображении видено, что для перехода необходимо добавить второй конденсатор (2C).

В данном случае все по аналогии. Для успешного перехода необходимо добавить второй резистор, подключенный последовательно.

Г-образные

Г-образный фильтр – это делитель напряжения, который состоит из двух составляющих с нелинейной АЧХ (амплитудно-частотная характеристика). Для данного фильтра разрешается использовать схему и все формулы делителя напряжения.

Его можно представить так:

Если мы заменим сопротивление R1 на конденсатор, то у нас получится фильтр верхних частот. Фото измененной схеме вы можете наблюдать ниже:

Формулы для расчета:

U вх=U вых*(R1+R2)/R2; U вых=U вх*R2/(R1+R2); R общ=R1+R2

R1=U вх*R2/U вых – R2; R2=U вых*R общ/U вх

Сейчас давайте наглядно рассмотрим, как провести расчет.

Фильтр высоких частот для пищалок

Строение такого фильтра довольно простое. Он будет состоять всего лишь из двух деталей – конденсатора и сопротивления.

Роль фильтра, который будет отсеивать среднечастотные и низкочастотные составляющие в аудиосигнале, будет исполнять непосредственно роль самого конденсатора. И простите за тавтологию, сопротивление будет выполнять роль сопротивления, то есть уменьшать уровень громкости.

Важно: высокие частоты эквалайзером с главного устройства не отрезаются — это будет вести к плохому звучанию. Лучше уменьшать их количество при помощи сопротивления.

Оптимальным сопротивлением будет считаться 4,0 и 5,5 Ом.

Затрачиваемые материалы для создания

Для создания фильтра высокой частоты для пищалки вам будут необходимы следующие материалы:

  • одно сопротивление 5,5 Ом;
  • одно сопротивление 4,0 Ом;
  • два конденсатора МБМ 1,0 мкФ;
  • изолента либо термоусадочная трубка.

Активный фильтр высоких частот

Активные фильтры обладают огромным преимуществом перед их пассивными «сородичами», тем более на частотах, значение которых меньше 10 кГЦ. Дело в том, что пассивные содержат катушки повышенной индуктивности и конденсаторы, которые обладают большой емкостью. Из-за этого они получаются громоздкими и дорогостоящими, и поэтому их характеристика по итогу выходит далеко не идеальной.

Большой индуктивности достигают благодаря увеличенному количеству витков катушки и использования ферромагнитного сердечника. Это освобождает ее свойства чистой индуктивности, потому что длинный провод катушки с большим числом витков имеет значимое сопротивление, а ферромагнитный сердечник подвергается влиянию температуры, что в значительной мере сказывается на его магнитных свойствах. Из-за того, что необходимо использовать большую емкость, приходится применять конденсаторы, которые обладают не лучшей стабильностью. К ним можно отнести электролитические конденсаторы. Фильтры, именуемые активными, во-многом лишены указанных выше недостатков.

Дифференциаторные и интеграторные схемы построены с применением операционных усилителей, они собой представляют простейшие активные фильтры. Когда выбирают элементы схемы по четкой инструкции, соблюдая зависимость от частоты дифференциатора, они становятся высокочастотными фильтрами, а от частоты интеграторов, напротив, – низкочастотными. Фото, объясняющие все сказанное, приведено ниже:

Фильтр высоких частот на усилителе

Рассмотрим настройку усилителя в машине.

Перед тем как настроить усилитель в машине, нужно сбросить все настройки главного устройства на нули. Величину частоты среза кроссовера нужно выставить в диапазоне 50-70 Гц. Фронтальный фильтр канала на усилителе в автомобиле устанавливают в положение высоких частот. Частота среза в данном случае выставляется в диапазоне 70-90 Гц.

Если конструкция будет предусматривать поканальное усиление фронтальных колонок, то нужно провести отдельную настройку высокочастотных динамиков. Для этого фильтр нужно установить в соответствующем положении и частоту среза выбрать в районе 2500 Гц.

Помимо прочего, нужно настроить чувствительность усилителя. Для этого его изначально необходимо сбросить на ноль, главное — устройство перевести в режим максимальной громкости, а следом начать увеличивать чувствительность. В тот момент, когда появится искажение звука, нужно прекратить вращение регулятора, а также стоит немного убавить саму чувствительность.

Еще есть незатейливый способ, как можно проверить качество звука: если после включения в сабвуфере слышны щелчки, а в динамике треск — это означает то, что имеются помехи для сигнала.

Басы не должны быть привязаны к сабвуферу. Для этого нужно повернуть регулятор фазы на сабвуфере на 180 градусов. Если этого регулятора нет, то нужно поменять местами положительный и отрицательный провода подключения.

Настроить звуковой процессор. Для этого необходимо отрегулировать временные задержки по каждому из каналов. Нужно установить временную задержку по левому каналу для того, чтобы звук, исходящий из левых динамиков достигал водителя в одно время с правым. Должно создаваться ощущение, что звук исходит из центральной части салона.

Кроме всего вышеперечисленного, звуковым процессором можно убрать привязку басов к задней части салона. Для того чтобы это сделать, нужно задать одинаковые задержки в правом и левом канале фронтальной акустики. Вследствие этого устранится локализация басов в районе сабвуфера.

Теперь вы знаете не только то, как рассчитать и собрать частотный фильтр своими руками, но и как настроить его работу максимально точно.

Ссылка на основную публикацию