ເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຫມວດທີ່ຄວບຄຸມວ່າความถี่ໃດຈະຜ່ານໄປແລະຖືກກີດຂວາງ, ຮັກສາສັນຍານໃຫ້ແຈ່ມແຈ້ງແລະໄວ້ວາງໃຈໄດ້. ມັນຖືກໃຊ້ໃນລະບົບໄຟຟ້າ, ອຸປະກອນສຽງ, ການເຊື່ອມຕໍ່ສື່ສານແລະການເກັບຂໍ້ມູນ. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍລາຍລະອຽດກ່ຽວກັບປະເພດຂອງເຄື່ອງຕອງ, ຄໍາສັບ, ຄອບຄົວການຕອບສະຫນອງ, ຂັ້ນຕອນການອອກແບບ ແລະ ໂປຣແກຣມ.
ຄ1. ພາບລວມຂອງເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ຄ2. ປະເພດຫຼັກຂອງເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ຄ3. ຕອງລາຍລະອຽດຄໍາສັບ
ຄ4. Bode Plots ໃນເຄື່ອງຕອງ
ຄ5. Filter Order ແລະ Roll-off
ຄ6. ພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງຕອງ Passive
ຄ7. ປະເພດຂອງຄອບຄົວການຕອບສະຫນອງຂອງເຄື່ອງຕອງ
ຄ8. ລັກສະນະຂອງເຄື່ອງຕອງ: f₀, BW ແລະ Q
ຄ9. ຂັ້ນຕອນໃນຂັ້ນຕອນການອອກແບບເຄື່ອງຕອງ
ຄ10. ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຕອງໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ຄ11. ສະຫລຸບ
ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ
ພາບລວມຂອງເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຫມວດທີ່ຄວບຄຸມວ່າສ່ວນໃດຂອງສັນຍານຖືກເກັບໄວ້ແລະສ່ວນໃດຖືກຫລຸດລົງ. ມັນ ທໍາ ງານ ໂດຍ ປ່ອຍ ໃຫ້ frequency ທີ່ ມີ ປະ ໂຫຍດ ຜ່ານ ໄປ ໃນ ຂະນະ ທີ່ ເຮັດ ໃຫ້ frequency ທີ່ ບໍ່ ຈໍາ ເປັນ ອ່ອນ ແອ. ໃນລະບົບໄຟຟ້າ, ເຄື່ອງຕອງຈະກໍາຈັດສຽງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ ແລະ ຮັກສາໄຟຟ້າໃຫ້ຫມັ້ນຄົງ. ໃນ ສຽງ, ມັນ ປັບ ຄຸນ ນະ ພາບ ຂອງ ສຽງ ແລະ ແຍກ ຂອບ ເຂດ, ດັ່ງ ເຊັ່ນ bass ແລະ treble. ໃນການສື່ສານ, ເຄື່ອງຕອງຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານແຈ່ມແຈ້ງແລະຖືກຕ້ອງ. ຖ້າ ປາດ ສະ ຈາກ ມັນ, ລະບົບ ຫລາຍ ຢ່າງ ຈະ ບໍ່ ດໍາ ເນີນ ງານ ຢ່າງ ສະ ດວກ ຫລື ໄວ້ ວາງ ໃຈ ໄດ້.
ປະເພດຫຼັກຂອງເຄື່ອງຕອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ເຄື່ອງຕອງ Low-Pass (LPF)
LPF ຈະສົ່ງສັນຍານທີ່ຕ່ໍາກວ່າຄວາມໄວທີ່ຕັດອອກແລະຫລຸດຜ່ອນສັນຍານທີ່ສູງກວ່າ. ມັນເຮັດໃຫ້ການສົ່ງອອກຂອງໄຟຟ້າສະດວກສະບາຍ, ກໍາຈັດສຽງດັງໃນສຽງ ແລະ ປ້ອງກັນການປ່ຽນແປງໃນຫມວດ digital. ເຄື່ອງຕອງ RC ທີ່ງ່າຍໆເປັນຕົວຢ່າງທົ່ວໄປ.
ເຄື່ອງຕອງ High-Pass (HPF)
HPF ຜ່ານ frequency ເຫນືອ cutoff ແລະ block frequency ທີ່ ຕ່ໍາ ກວ່າ. ມັນຖືກໃຊ້ໃນສຽງສໍາລັບ tweeters, ໃນ AC coupling ເພື່ອກໍາຈັດ DC offset, ແລະ ໃນເຄື່ອງມືເພື່ອຫລຸດຜ່ອນການເຄື່ອນໄຫວ. capacitor series ທີ່ input ຂອງ amplifier ເປັນ ຮູບ ແບບ ພື້ນຖານ.
ເຄື່ອງຕອງ Band-Pass (BPF)
BPF ອະນຸຍາດໃຫ້ມີພຽງແຕ່ຂອບເຂດທີ່ເລືອກເທົ່ານັ້ນທີ່ຈະຜ່ານໄປໃນຂະນະທີ່ປະຕິເສດຄົນອື່ນ. ມັນຈໍາເປັນໃນເຄື່ອງຮັບວິທະຍຸ, ການສື່ສານແບບไร้สาย ແລະ ອຸປະກອນການແພດເຊັ່ນ ECG. ຫມວດ LC ໃນ ວິທະຍຸ FM ເປັນ ຕົວຢ່າງ ທີ່ ເກົ່າ ແກ່.
Band-Stop / Notch Filter (BSF)
BSF ຫລຸດຜ່ອນ frequency ແຄບ ໃນ ຂະນະ ທີ່ ຜ່ານ ທາງ ເທິງ ແລະ ຂ້າງ ລຸ່ມ. ມັນກໍາຈັດສຽງດັງໃນສຽງ, ຍົກເລີກການແຊກແຊງໃນການສື່ສານ ແລະ ປະຕິເສດສຽງໃນເຄື່ອງມື. ເຄື່ອງຕອງ twin-T notch ເປັນການອອກແບບທີ່ຮູ້ຈັກກັນດີ.
ຕອງລາຍລະອຽດຄໍາສັບ
Passband
passband ແມ່ນຂອບເຂດความถี่ທີ່ເຄື່ອງຕອງອະນຸຍາດໃຫ້ຜ່ານໄປໂດຍມີການຫລຸດຜ່ອນຫນ້ອຍທີ່ສຸດ. ຍົກ ຕົວຢ່າງ, ໃນ ໂທລະສັບ, ສາຍ ສຽງ 300 Hz ເຖິງ 3.4 kHz ຈະ ຖືກ ຮັກສາ ໄວ້ ເພື່ອ ວ່າ ຄໍາ ເວົ້າ ຈະ ແຈ່ມ ແຈ້ງ. passband ທີ່ກວ້າງຂວາງແລະຮາບພຽງເຮັດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າສັນຍານທີ່ຕ້ອງການຈະຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄຸນນະພາບດັ້ງເດີມ.
ຢຸດພັກ
stopband ແມ່ນຂອບເຂດຂອງความถี่ທີ່ເຄື່ອງຕອງຫລຸດຜ່ອນລົງຢ່າງແຮງກ້າເພື່ອປິດກັ້ນສັນຍານຫຼືສຽງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. ຂອບເຂດນີ້ເປັນພື້ນຖານໃນການປ້ອງກັນການແຊກແຊງ, ການບິດເບືອນ, ຫຼື aliasing ຈາກການເປິເປື້ອນຂອງສັນຍານທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ແຮ່ງການຫລຸດຜ່ອນຂອງສາຍຮັດເລິກເທົ່າໃດ, ເຄື່ອງຕອງກໍແຮ່ງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນການປະຕິເສດຄວາມໄວທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.
Cutoff Frequency (fc)
Cutoff frequency ຫມາຍ ຂອບ ເຂດ ລະ ຫວ່າງ passband ແລະ stopband. ໃນ ການ ອອກ ແບບ ເຄື່ອງ ຕອງ ສ່ວນ ຫລາຍ, ດັ່ງ ເຊັ່ນ ເຄື່ອງ ຕອງ Butterworth, ມັນ ຖືກ ກໍານົດ ວ່າ ເປັນ frequency ທີ່ ສັນຍານ ຫລຸດ ລົງ −3 dB ຈາກ ລະ ດັບ passband. ຈຸດນີ້ໃຊ້ເປັນຂໍ້ອ້າງອີງສໍາລັບການອອກແບບແລະປັບປຸງເຄື່ອງຕອງເພື່ອຕອບສະຫນອງຂໍ້ຮຽກຮ້ອງຂອງລະບົບ.
ສາຍຮັດປ່ຽນແປງ
Transition band ແມ່ນຂອບເຂດ slope ບ່ອນທີ່ຜົນອອກຂອງເຄື່ອງຕອງຍ້າຍຈາກ passband ໄປສູ່ stopband. ຂອບ ເຂດ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ແຄບ ກວ່າ ບົ່ງ ບອກ ເຖິງ ເຄື່ອງ ຕອງ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ແລະ ເລືອກ ຫລາຍ ກວ່າ, ຊຶ່ງ ເປັນ ທີ່ ປາດ ຖະຫນາ ໃນ ໂປຣເເກຣມ ດັ່ງ ເຊັ່ນ ການ ແຍກ ຊ່ອງ ໃນ ລະບົບ ການ ສື່ສານ. ການປ່ຽນແປງທີ່ແຈ່ມແຈ້ງກວ່າມັກຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການອອກແບບເຄື່ອງຕອງທີ່ສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຫຼືຫມວດທີ່ສູງກວ່າ.
Bode Plots ໃນ Filters
ຂະຫນາດໃຫຍ່
ແຜນ ຂະຫນາດ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ຂອງ ເຄື່ອງ ຕອງ (ເປັນ decibels) ເມື່ອ ປຽບທຽບ ໃສ່ ກັບ frequency. ຍົກ ຕົວ ຢ່າງ, ໃນ ເຄື່ອງ ຕອງ low-pass, ການ ຕອບ ຮັບ ຈະ ຄົງ ຢູ່ ອ້ອມ ຮອບ 0 dB ໃນ passband, ແລ້ວ ເລີ່ມ ຕົ້ນ ຫລັງ ຈາກ cutoff frequency, ບົ່ງ ບອກ ເຖິງ ການ ຫລຸດ ຈໍານວນ ຂອງ frequency ທີ່ ສູງ ກວ່າ. ຄວາມ ຊັນ ຂອງ roll-off ນີ້ ແມ່ນ ຂຶ້ນ ຢູ່ ກັບ ລໍາດັບ ຂອງ ເຄື່ອງ ຕອງ: ເຄື່ອງ ຕອງ ທີ່ ສູງ ກວ່າ ຈະ ໃຫ້ ການ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ກວ່າ ລະຫວ່າງ passband ແລະ stopband. ແຜນ ຂະຫນາດ ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ງ່າຍ ທີ່ ຈະ ເຫັນ ວ່າ ເຄື່ອງ ຕອງ ກີດ ກັນ frequency ທີ່ ບໍ່ ຕ້ອງການ ໄດ້ ດີ ປານ ໃດ ໃນ ຂະນະ ທີ່ ຮັກສາ ຂອບ ເຂດ ທີ່ ຕ້ອງການ.
ແຜນການໄລຍະເວລາ
phase plot ສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີທີ່ເຄື່ອງຕອງປ່ຽນໄລຍະຂອງສັນຍານໃນຄວາມໄວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ນີ້ແມ່ນວັດແທກການຊັກຊ້າຂອງສັນຍານ. ໃນ frequency ຕ່ໍາ, ການ ປ່ຽນ phase ສ່ວນ ຫລາຍ ຈະ ມີ ຫນ້ອຍ ທີ່ ສຸດ, ແຕ່ ເມື່ອ frequency ເພີ່ມ ທະວີ ຂຶ້ນ, ອ້ອມ ຮອບ cutoff, ເຄື່ອງ ຕອງ ຈະ ຊັກ ຊ້າ ຫລາຍ ຂຶ້ນ. ການ ຕອບ ຮັບ ຂອງ Phase ເປັນ ພື້ນຖານ ໃນ ລະບົບ ທີ່ ຮູ້ສຶກ ໄວ ຕໍ່ ເວລາ ດັ່ງ ເຊັ່ນ ການ ດໍາເນີນ ສຽງ, ການ ຕິດ ຕໍ່ ສື່ສານ ແລະ ລະບົບ ຄວບ ຄຸມ, ບ່ອນ ທີ່ ແມ່ນ ແຕ່ ຄວາມ ຜິດພາດ ເລັກ ນ້ອຍ ໃນ ເວລາ ກໍ ສາມາດ ກະທົບກະ ເທືອ ນຕໍ່ ປະສິດທິພາບ ໄດ້.
Filter Order ແລະ Roll-off
| ລໍາດັບຕອງ | ເສົາ / Zeros | ອັດຕາ Roll-Off | ຄໍາອະທິບາຍ |
|---|---|---|---|
| ລໍາດັບທີ 1 | ເສົາ ດຽວ | \~20 dB/ສິບ | ເຄື່ອງຕອງພື້ນຖານທີ່ມີການຫລຸດຜ່ອນລົງເທື່ອລະເລັກລະຫນ້ອຍ. |
| ລໍາດັບທີ 2 | ສອງເສົາ | \~40 dB/ສິບ | ການຕັດທີ່ແຈ່ມແຈ້ງກວ່າເມື່ອສົມທຽບກັບລໍາດັບທີ 1. |
| ລໍາດັບ ທີ 3 | ສາມເສົາ | \~60 dB/ສິບ | ການຫລຸດຜ່ອນທີ່ແຂງແຮງກວ່າ, ເລືອກໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. |
| ລໍາດັບ ທີ N | ເສົາ N | N × 20 dB / ສິບ ປີ | ລໍາດັບທີ່ສູງກວ່າເຮັດໃຫ້ການປິດສູງຂຶ້ນແຕ່ຈະເພີ່ມຄວາມສະຫຼັບຊັບຊ້ອນຂອງຫມວດ. |
ພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງຕອງ Passive
ເຄື່ອງຕອງ RC
ເຄື່ອງຕອງ RC ເປັນການອອກແບບແບບ passive ທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດ, ໂດຍໃຊ້ resistor ແລະ capacitor ຮ່ວມກັນ. ຮູບແບບທີ່ທໍາມະດາທີ່ສຸດແມ່ນເຄື່ອງຕອງ RC low-pass ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ຄວາມໄວຕໍ່າຜ່ານໄປໃນຂະນະທີ່ຫລຸດຜ່ອນຄວາມໄວສູງ. ຄວາມໄວຂອງການຕັດຂອງມັນຖືກກໍານົດໂດຍ:
fc =
ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການປັບປຸງສັນຍານໃນອຸປະກອນໄຟຟ້າ, ກໍາຈັດສຽງດັງທີ່ມີความถี่ສູງ ແລະ ໃຫ້ການປັບປຸງສັນຍານພື້ນຖານໃນຫມວດສຽງ ຫຼື sensor.
ເຄື່ອງຕອງ RL
ເຄື່ອງຕອງ RL ໃຊ້ຕົວຕ້ານທານແລະຕົວອັກສອນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມກັບຫມວດທີ່ຮັບມືກັບກະແສໃຫຍ່ກວ່າ. ເຄື່ອງຕອງ RL low-pass ສາມາດເຮັດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າສະດວກສະບາຍ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຕອງ RL high-pass ມີປະສິດທິພາບໃນການກີດກັນ DC ໃນຂະນະທີ່ສົ່ງສັນຍານ AC. ເພາະວ່າ inductors ຕ້ານທານການປ່ຽນແປງຂອງກະແສ, ເຄື່ອງຕອງ RL ມັກຈະຖືກເລືອກໃນໂປຣແກຣມທີ່ການຈັດການກັບພະລັງງານແລະປະສິດທິພາບເປັນສິ່ງສໍາຄັນ.
ເຄື່ອງຕອງ RLC
ເຄື່ອງຕອງ RLC ປະກອບເຂົ້າກັບຕົວຕ້ານທານ, inductors ແລະ capacitors ເພື່ອສ້າງການຕອບສະຫນອງທີ່ເລືອກໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ຂຶ້ນກັບວິທີທີ່ສ່ວນປະກອບຖືກຈັດຕຽມ, ເຄືອຂ່າຍ RLC ສາມາດສ້າງເຄື່ອງຕອງ band-pass ຫຼື notch filters. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ຈໍາເປັນໃນການປັບຕົວຜູ້ຮັບວິທະຍຸ, oscillator ແລະ ຫມວດສື່ສານທີ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງความถี่ສໍາຄັນ.
ປະເພດຂອງຄອບຄົວການຕອບສະຫນອງຂອງເຄື່ອງຕອງ
ເຄື່ອງຕອງ Butterworth
ເຄື່ອງຕອງ Butterworth ມີຄຸນຄ່າສໍາລັບການຕອບສະຫນອງ passband ທີ່ສະດວກສະບາຍແລະຮາບພຽງໂດຍບໍ່ມີຄື້ນ. ມັນ ໃຫ້ ຜົນ ສະ ທ້ອນ ທີ່ ທໍາ ມະ ຊາດ ແລະ ບໍ່ ມີ ການ ບິດ ເບືອນ, ຊຶ່ງ ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ດີ ເລີດ ສໍາ ລັບ ສຽງ ແລະ ການ ຕອງ. ຂໍ້ ບົກພ່ອງ ຂອງ ມັນ ແມ່ນ ອັດຕາ ການ ຫລຸດ ຈໍານວນ ພໍ ສົມຄວນ ເມື່ອ ປຽບທຽບ ໃສ່ ກັບ ຄອບຄົວ ອື່ນໆ, ຊຶ່ງ ຫມາຍ ຄວາມ ວ່າ ມັນ ຈະ ເລືອກ ຫນ້ອຍ ກວ່າ ເມື່ອ ຈໍາ ເປັນ ຕ້ອງ ຕັດ ຈໍານວນ ຫລວງຫລາຍ.
ເຄື່ອງຕອງເບເຊວ
ເຄື່ອງຕອງ Bessel ຖືກອອກແບບເພື່ອຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເຂດເວລາ, ໃຫ້ການຕອບສະຫນອງເກືອບຈະເປັນເສັ້ນ ແລະ ການບິດເບືອນຂອງຮູບຮ່າງຫນ້ອຍທີ່ສຸດ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນດີທີ່ສຸດສໍາລັບໂປຣແກຣມເຊັ່ນ ການສື່ສານຂໍ້ມູນຫຼືສຽງ, ບ່ອນທີ່ຕ້ອງຮັກສາຮູບຊົງຂອງສັນຍານ. ການເລືອກความถี่ຂອງມັນບໍ່ດີ, ດັ່ງນັ້ນມັນຈຶ່ງບໍ່ສາມາດປະຕິເສດສັນຍານທີ່ບໍ່ຕ້ອງການທີ່ຢູ່ໃກ້ໆໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ເຄື່ອງຕອງ Chebyshev
ເຄື່ອງ ຕອງ Chebyshev ໃຫ້ ການ ປິ່ນ ປົວ ໄວ ກວ່າ Butterworth, ອະນຸຍາດ ໃຫ້ ມີ ການ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ຊັນ ກວ່າ ໂດຍ ມີ ສ່ວນ ປະກອບ ຫນ້ອຍ ລົງ. ມັນ ບັນລຸ ສິ່ງ ນີ້ ໂດຍ ການ ອະນຸຍາດ ໃຫ້ ມີ ຄື້ນ ທີ່ ຄວບ ຄຸມ ໃນ passband. ເຖິງແມ່ນວ່າມີປະສິດທິພາບ, ຄື້ນສາມາດບິດເບືອນສັນຍານທີ່ຮູ້ສຶກໄວ, ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບສຽງທີ່ຖືກຕ້ອງ.
ເຄື່ອງຕອງ Elliptic
ເຄື່ອງຕອງ Elliptic ສະເຫນີຂອບເຂດການປ່ຽນແປງທີ່ຊັນທີ່ສຸດສໍາລັບສ່ວນປະກອບທີ່ຫນ້ອຍທີ່ສຸດ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍສໍາລັບໂປຣແກຣມແຄບ. ການ ແລກປ່ຽນ ແມ່ນ ຄື້ນ ໃນ ທັງ passband ແລະ stopband, ຊຶ່ງ ສາມາດ ກະທົບກະ ເທືອ ນຕໍ່ ຄວາມ ຊື່ສັດ ຂອງ ສັນຍານ. ເຖິງຢ່າງນັ້ນກໍຕາມ ການອອກແບບ elliptic ມັກຖືກໃຊ້ໃນ RF ແລະລະບົບການສື່ສານທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການຕັດທີ່ແຈ່ມແຈ້ງ.
ຄຸນລັກສະນະຂອງເຄື່ອງຕອງ: f₀, BW ແລະ Q
• Center Frequency (f₀): ນີ້ແມ່ນຄວາມໄວຢູ່ກາງຂອງສາຍຮັດທີ່ເຄື່ອງຕອງຜ່ານຫຼືປິດກັ້ນ. ພົບໄດ້ໂດຍການคูณความถี่ຕັດເບື້ອງລຸ່ມແລະความถี่ຕັດຂ້າງເທິງ ແລ້ວເອົາຮາກສີ່ຫຼ່ຽມ.
• Bandwidth (BW): ນີ້ແມ່ນຂະຫນາດຂອງຂອບເຂດລະຫວ່າງความถี่ຕັດເທິງແລະລຸ່ມ. bandwidth ທີ່ນ້ອຍກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງຕອງອະນຸຍາດໃຫ້ມີຂອບເຂດແຄບເທົ່ານັ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ bandwidth ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າມັນກວມເອົາຫຼາຍກວ່າ.
• ປັດໄຈຄຸນນະພາບ (Q): ສິ່ງນີ້ບອກວ່າເຄື່ອງຕອງນັ້ນແຈ່ມແຈ້ງຫຼືເລືອກໄດ້ຫຼາຍສໍ່າໃດ. ມັນຖືກຄິດໄລ່ໂດຍການແບ່ງຄວາມໄວກາງດ້ວຍbandwidth. ຄ່າ Q ທີ່ສູງກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງຕອງຈະເຈາະຈົງຢູ່ອ້ອມຮອບຄວາມໄວກາງ, ໃນຂະນະທີ່ຄ່າ Q ທີ່ຕ່ໍາກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າມັນກວມເອົາຂອບເຂດທີ່ກວ້າງຂວາງກວ່າ.
ຂັ້ນຕອນໃນຂັ້ນຕອນການອອກແບບເຄື່ອງຕອງ
• ກໍານົດຂໍ້ຮຽກຮ້ອງເຊັ່ນ frequency cutoff, ປະລິມານການຫລຸດຜ່ອນທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບສັນຍານທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ, ລະດັບທີ່ຍອມຮັບໄດ້ຂອງ ripple ໃນ passband ແລະ ຂໍ້ຈໍາກັດສໍາລັບການຊັກຊ້າຂອງກຸ່ມ. ລາຍລະອຽດເຫຼົ່ານີ້ເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການອອກແບບ.
• ເລືອກປະເພດເຄື່ອງຕອງຕາມເປົ້າຫມາຍ: low-pass ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ມີความถี่ຕໍ່າ, high-pass ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ມີความถี่ສູງ, band-pass ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ມີຂອບເຂດ, ຫຼື band-stop ເພື່ອປິດກັ້ນຂອບເຂດ.
• ເລືອກຄອບຄົວການຕອບສະຫນອງທີ່ເຫມາະສົມທີ່ສຸດກັບໂປຣເເກຣມ. Butterworth ສະ ເຫນີ passband ທີ່ ຮາບ ພຽງ, Bessel ຮັກສາ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ຂອງ ເວລາ, Chebyshev ໃຫ້ ການ roll-off ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ກວ່າ ແລະ elliptic ໃຫ້ ການ ປ່ຽນ ແປງ ທີ່ ສູງ ທີ່ ສຸດ ດ້ວຍ ການ ອອກ ແບບ ທີ່ ສັ້ນໆ.
• ຄິດໄລ່ລໍາດັບຂອງເຄື່ອງຕອງ, ຊຶ່ງກໍານົດວ່າມັນສາມາດຫລຸດຜ່ອນຄວາມໄວທີ່ບໍ່ຕ້ອງການໄດ້ຫຼາຍສໍ່າໃດ. ເຄື່ອງຕອງລະດັບສູງກວ່າໃຫ້ການເລືອກທີ່ແຂງແຮງກວ່າ ແຕ່ຕ້ອງມີສ່ວນປະກອບຫຼາຍກວ່າ.
• ເລືອກ topology ເພື່ອນໍາໃຊ້ການອອກແບບ. ເຄື່ອງຕອງ Passive RC ແມ່ນງ່າຍໆ, ເຄື່ອງຕອງ op-amp ທີ່ໃຊ້ໄດ້ແລະຊັບຊ້ອນ, ແລະ ເຄື່ອງຕອງ FIR ຫຼື IIR digitalຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂະບວນການສະໄຫມໃຫມ່.
• จําลอง ແລະ ສ້າງ ເຄື່ອງ ຕອງ ກ່ອນ ຈະ ສ້າງ ມັນ. ການວິເຄາະ ແລະ ແຜນການ Bode ຊ່ວຍຢືນຢັນການດໍາເນີນງານ, ໃນຂະນະທີ່ຕົ້ນແບບຢືນຢັນວ່າເຄື່ອງຕອງປະຕິບັດຕາມຂໍ້ຮຽກຮ້ອງທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນພາກປະຕິບັດ.
ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຕອງໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ
ສຽງເອເລັກໂຕຣນິກ
ເຄື່ອງຕອງຈະຫລໍ່ຫຼອມສຽງໃນຫມວດ equalizers, crossovers, synthesizer ແລະ headphone. ມັນຄວບຄຸມຄວາມສົມດຸນຂອງความถี่, ປັບປຸງຄວາມແຈ່ມແຈ້ງ ແລະ ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າການຫລັ່ງໄຫລຂອງສັນຍານທີ່ສະດວກສະບາຍທັງໃນອຸປະກອນສຽງຂອງຜູ້ໃຊ້ແລະມືອາຊີບ.
ລະບົບໄຟຟ້າ
ເຄື່ອງ ຕອງ harmonic ແລະ ເຄື່ອງ ຕອງ EMI ເປັນ ສິ່ງ ສໍາຄັນ ໃນ motor drives, ລະບົບ UPS ແລະ ເຄື່ອງ ປ່ຽນ ພະລັງ. ມັນ ປົກ ປ້ອງ ອຸປະກອນ ທີ່ ຮູ້ສຶກ ໄວ, ພັດທະນາ ຄຸນນະພາບ ຂອງ ພະລັງ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນ ການ ລົບ ກວນ ທາງ ເອເລັກໂຕຣນິກ.
ການເກັບຂໍ້ມູນ
ເຄື່ອງຕອງ anti-aliasing ຖືກໃຊ້ກ່ອນ analog-to-digital converters (ADCs) ເພື່ອປ້ອງກັນການບິດເບືອນຂອງສັນຍານ. ໃນເຄື່ອງມືທາງຊີວະວິທະຍາເຊັ່ນ EEG ແລະ ECG monitor ເຄື່ອງຕອງຈະເອົາສັນຍານທີ່ມີຄວາມຫມາຍໂດຍການກໍາຈັດສຽງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.
ການສື່ສານ
ເຄື່ອງຕອງ band-pass ແລະ band-stop ເປັນພື້ນຖານໃນລະບົບ RF. ເຂົາເຈົ້າກໍານົດຊ່ອງความถี่ໃນ Wi-Fi, ເຄືອຂ່າຍໂທລະສັບມືຖື ແລະ ການສື່ສານທາງດາວທຽມ, ເຮັດໃຫ້ການສົ່ງສັນຍານທີ່ແຈ່ມແຈ້ງໃນຂະນະທີ່ປະຕິເສດການແຊກແຊງ.
ການສະຫລຸບ
ເຄື່ອງ ຕອງ ເປັນ ພື້ນຖານ ໃນ ການ ຫລໍ່ ຫລອມ ສັນຍານ ສໍາລັບ ສຽງ ທີ່ ແຈ່ມ ແຈ້ງ, ພະລັງ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ, ຂໍ້ ມູນ ທີ່ ຖືກຕ້ອງ ແລະ ການ ສື່ສານ ທີ່ ເຊື່ອ ຖື ໄດ້. ໂດຍການເຂົ້າໃຈປະເພດ, ຄໍາສັບ ແລະ ວິທີການອອກແບບ, ມັນຈະງ່າຍຂຶ້ນທີ່ຈະເລືອກ ຫຼື ສ້າງເຄື່ອງຕອງທີ່ເຮັດໃຫ້ລະບົບຖືກຕ້ອງແລະມີປະສິດທິພາບ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ
Q1. ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງເຄື່ອງຕອງ active ແລະ passive ແມ່ນຫຍັງ?
ເຄື່ອງຕອງ active ໃຊ້ op-amps ແລະ ສາມາດ ຂະຫຍາຍ ສັນຍານ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ເຄື່ອງ ຕອງ passive ໃຊ້ ພຽງ ແຕ່ resistors, capacitors ແລະ inductors ໂດຍ ບໍ່ ມີ ຜົນ ປະ ໂຫຍດ.
Q2. ເຄື່ອງຕອງ digital ແຕກຕ່າງຈາກເຄື່ອງຕອງ analog ແນວໃດ?
ເຄື່ອງຕອງ analog ດໍາເນີນການສັນຍານທີ່ຕໍ່ເນື່ອງກັບສ່ວນປະກອບ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຕອງ digital ໃຊ້ algorithm ໃນສັນຍານຕົວຢ່າງໃນ DSP ຫຼື software.
Q3. ເປັນຫຍັງຈຶ່ງໃຊ້ເຄື່ອງຕອງລະດັບສູງໃນລະບົບການສື່ສານ?
ມັນໃຫ້ການຕັດທີ່ແຈ່ມແຈ້ງກວ່າ, ອະນຸຍາດໃຫ້ແຍກຊ່ອງທີ່ໃກ້ຊິດໄດ້ດີກວ່າ ແລະ ຫລຸດຜ່ອນການແຊກແຊງ.
Q4. ບົດບາດຂອງເຄື່ອງຕອງໃນ sensor ແມ່ນຫຍັງ?
ເຄື່ອງ ຕອງ ຈະ ກໍາຈັດ ສຽງ ທີ່ ບໍ່ ຕ້ອງການ ເພື່ອ ວ່າ sensor ຈະ ສົ່ງ ສັນຍານ ທີ່ ສະອາດ ແລະ ຖືກຕ້ອງ.
Q5. ເປັນຫຍັງຈຶ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງເຄື່ອງຕອງ?
ເຄື່ອງ ຕອງ ທີ່ ບໍ່ ຫມັ້ນຄົງ ສາມາດ ປັ່ນ ປ່ວນ ຫລື ບິດ ເບືອນ ສັນຍານ, ສະນັ້ນ ຄວາມ ຫມັ້ນຄົງ ຈຶ່ງ ໃຫ້ ແນ່ ໃຈ ວ່າ ມີ ປະສິດທິພາບ ທີ່ ໄວ້ ວາງ ໃຈ ໄດ້.
Q6. ສາມາດປັບປຸງເຄື່ອງຕອງໄດ້ບໍ?
ແມ່ນແລ້ວ. ເຄື່ອງ ຕອງ ທີ່ ປັບ ໄດ້ ຈະ ປັບ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ມັນ ໃນ ວິທະຍຸ ແລະ ລະບົບ ປັບ ຕົວ.