Filtertypen – Ein umfassender Leitfaden

Im Allgemeinen sind Filter Prozesse oder Geräte, die während der Signalverarbeitung unnötige Merkmale/Komponenten aus einem Frequenzsignal entfernen. Sie sind in Computergrafik, Bildverarbeitung, Steuerungssystemen, Radar, Telekommunikation usw. üblich. Darüber hinaus gibt es verschiedene Arten von Filtern, die wir heute kennenlernen werden.

Arten elektronischer linearer Filter

Was ist ein Filter?

Ein Filter ist ein Kreislauf, der unerwünschte Komponenten wie elektronische Signale, Schmutz usw. entfernt, wenn sie Filtergeräte/Medien passieren.

Eine andere Definition konzentriert sich auf die Dämpfung bestimmter Frequenzen, während andere Frequenzen verstärkt oder durchgelassen werden. Daher gewinnen elektronische Filter Frequenzen aus Signalen mit irrelevanten oder nicht benötigten Frequenzen.

Filterarten

Hersteller klassifizieren mehrere Filter je nach ihrer Bauweise und Frequenzmethode.

Basierend auf ihrer Konstruktion

Zwei Filtertypen fallen unter das Konstruktionsmerkmal.

• Passive Filter

Ein passiver Filter ist ein Filtertyp mit passiven Komponenten, einschließlich Induktivitäten, Kondensatoren und Widerständen.

Ein passiver Bandpassfilter

Da sie keine externe Energiequelle benötigen, haben die Filter dann keine Spannungsverstärkung. Das bedeutet auch, dass Sie immer eine geringere Ausgangsspannung als die Eingangsspannung erhalten.

Darüber hinaus können passive Filter hochfrequente Signale leicht filtern, obwohl sie keine niedrigen Frequenzen verarbeiten.

Schließlich haben passive Filter ein einfaches Design. Sobald Sie jedoch eine Last an den Filter anschließen, beeinflussen Sie seine Eigenschaften. Sie können seine Elemente auch beeinflussen, indem Sie den Filter für einen Filter höherer Ordnung kaskadieren.

• Aktiver Filter

Im Gegensatz zu passiven Filtern haben aktive Filter aktive Komponenten wie Transistoren, Operationsverstärker, Kondensatoren und Widerstände.

Aktiver Filter

Leider funktioniert es mit einer externen Stromquelle, obwohl es eine hohe Spannungsverstärkung erzeugt. Die Spannungsverstärkung verstärkt schwache Eingangssignale weiter. Außerdem verarbeitet es keine extrem hochfrequenten Signale, filtert jedoch außergewöhnlich niederfrequente Signale.

Darüber hinaus haben aktive Filter ein komplexes Design, können aber einen niedrigen Ausgang und eine hohe Eingangsimpedanz liefern. Es erklärt, warum jede Lastimpedanz die Eigenschaften des Filters nicht beeinflusst.

Wenn Sie schließlich die Reihenfolge des Filters erweitern möchten, verwenden Sie aktive Filter in kaskadierenden Konfigurationen. Sie müssen sich keine Sorgen über den Verlust der Eingangssignalleistung machen.

Basierend auf ihrer Frequenzantwort

Die zweite Klassifizierung von Filtern hängt von den folgenden Typen ab;

Tiefpassfilter

Ein Tiefpassfilter lässt Signale mit niedriger Frequenz zu, ohne deren Leistung zu verringern, unterdrückt jedoch hochfrequente Signale.

Tiefpassfilter

Das Filter umfasst eine reaktive Komponente, die eine Variation mit der Eingangsfrequenz verursacht. Somit verursacht die Reaktanzvariation eine Schaltungsabnahme oder -zunahme des Spannungsabfalls. Dann lässt ein großer Spannungsabfall am Ausgang das Signal passieren. Wenn der Abfall geringer ist, blockiert der Filter das Signal.

Hochpassfilter

Ein Hochpassfilter unterdrückt/blockiert ein niederfrequentes Signal, während es hochfrequente Signale passieren lässt, ohne deren Amplitude zu dämpfen.

Hochpassfilter

Ein höherfrequentes Signal (im Vergleich zur Grenzfrequenz) kann mit voller Amplitude passieren. Umgekehrt sperrt das Filter ein niedrigeres Frequenzsignal als die Grenzfrequenz.

Bandpassfilter

Das Filter blockiert Frequenzen, die höher oder niedriger sind als die Durchlassbandfrequenzen, lässt aber ein bestimmtes Frequenzband zu.

Bandbassfilter

Außerdem besteht er aus zwei Grenzfrequenzen, oberer und unterer Grenzfrequenz. Daher blockiert der Filter hohe und niedrige Frequenzen, während er die Durchlassfrequenzen (Zwischenfrequenzen) ohne Dämpfung zulässt.

Wenn Sie einen Hochpassfilter und einen Tiefpassfilter in einer Kaskadenkonfiguration kombinieren, erhalten Sie einen Bandpassfilter. Der Hochpassfilter blockiert niedrige Frequenzen, während der Tiefpassfilter hohe Frequenzen blockiert.

Bandsperrfilter/Kerbfilter/Bandsperrfilter 

Ein Bandsperrfilter reduziert oder begrenzt die Signalfrequenzen in einem festen Frequenzband.

Bandstopp-/Bandsperrfilter

Seine Funktionsweise ist das komplette Gegenteil eines Bandpassfilters. Ein Sperrfilter lässt hochfrequente und niederfrequente Signale zu, begrenzt aber das feste Frequenzband zwischen den Signalen.

Außerdem hat es obere und untere Grenzfrequenzen. Wenn die Grenzfrequenzen jedoch irgendwelche Signalfrequenzen dazwischen empfangen, unterdrückt der Filter die Signale.

Reaktionskurven

Im Allgemeinen zeigen Antwortkurven, wie sich ein Filter verhält. Ein Beispiel enthält das folgende Diagramm mit einer Vielzahl von Filtern.

Bandformularvorlage

Anwendungen von Filtern

Häufig werden Filter in den folgenden Bereichen angewendet:

(Fernsehen)

(Automobilbau)

Schlussfolgerung

Zusammenfassend können Sie Filter in Projekten anwenden, die ungestörte Signale erfordern. Darüber hinaus dienen die verschiedenen Filter als Leitfaden für die spezifische Gerätenutzung.

Wenn Sie Fragen zu Frequenzfiltern haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.