হাই পাস ফিল্টার কী? সার্কিট ডায়াগ্রাম, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশন

হাই পাস ফিল্টার কী? সার্কিট ডায়াগ্রাম, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশন

এমন একটি যুগ ছিল যেখানে দূরত্বের জায়গাগুলিতে টেলিফোন করার সময় একজনকে তার মুখটি ট্রান্সমিটারের খুব কাছে রাখতে হয়েছিল, খুব ধীরে ধীরে এবং খুব জোরে কথা বলতে হয়েছিল যাতে সেই বার্তাটি অন্য প্রান্তে স্পষ্টভাবে শোনা যায়। আজ, আমরা এমনকি উচ্চ মানের রেজোলিউশন সহ বিশ্বব্যাপী ভিডিও কল করতে পারি। প্রযুক্তির এত অভাবনীয় বিকাশের রহস্য রয়েছে বৈদ্যুতিক ছাঁকনি তত্ত্ব এবং ট্রান্সমিশন লাইন তত্ত্ব । বৈদ্যুতিক ফিল্টারগুলি এমন সার্কিট যেগুলি কেবল অবাঞ্ছিত ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে তত্পর করার সময় শুধুমাত্র নির্বাচিত ফ্রিকোয়েন্সিগুলির ব্যান্ডকে পাস করে। এর মধ্যে একটি ফিল্টার উচ্চ পাস ফিল্টার



হাই পাস ফিল্টার কী?

উচ্চ পাস ফিল্টার সংজ্ঞা এমন একটি ফিল্টার যা কেবলমাত্র সেই সংকেতগুলিকেই পাস করে যার ফ্রিকোয়েন্সিগুলি কাটফ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির চেয়ে বেশি এবং এর ফলে নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সংকেতকে ক্ষুন্ন করে। কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সিটির মান ফিল্টারের ডিজাইনের উপর নির্ভর করে।


উচ্চ পাস ফিল্টার সার্কিট

বেসিক হাই পাস ফিল্টার একটি সিরিজ সংযোগ দ্বারা নির্মিত হয় ক্যাপাসিটার এবং প্রতিরোধক । ইনপুট সংকেত প্রয়োগ করা হয় ক্যাপাসিটার , আউটপুট জুড়ে আঁকা হয় প্রতিরোধক





উচ্চ পাস ফিল্টার সার্কিট

উচ্চ পাস ফিল্টার সার্কিট

এই সার্কিট বিন্যাসে, ক্যাপাসিটারের কম ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে উচ্চ প্রতিক্রিয়া থাকে তাই এটি কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি ‘এফসি’ না পৌঁছা পর্যন্ত কম ফ্রিকোয়েন্সি ইনপুট সংকেতগুলির জন্য ওপেন সার্কিট হিসাবে কাজ করে। ফিল্টার কাটাফ ফ্রিকোয়েন্সি স্তর নীচে সমস্ত সংকেত attenuates। উপরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ক্যাপাসিটারের কাটা কাটা ফ্রিকোয়েন্সি স্তরের বিক্রিয়া কম হয়ে যায় এবং এটি এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলির একটি শর্ট সার্কিট হিসাবে কাজ করে যার ফলে তাদের সরাসরি আউটপুটে যেতে দেয়।



প্যাসিভ আরসি হাই পাস ফিল্টার

উপরের দেখানো হাই পাস ফিল্টার হিসাবে পরিচিত প্যাসিভ আরসি হাই পাস ফিল্টার যেমনটি ব্যবহার করে সার্কিটটি নির্মিত হয়েছে প্যাসিভ উপাদান । ফিল্টারটি কাজ করার জন্য বাহ্যিক শক্তি প্রয়োগ করার দরকার নেই। এখানে ক্যাপাসিটারটি হ'ল প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান এবং আউটপুট প্রতিরোধকের জুড়ে আঁকা হয়।

উচ্চ পাস ফিল্টার বৈশিষ্ট্য

আমরা যখন কথা বলি কাটার অফ ফ্রিকোয়েন্সি আমরা পয়েন্ট দেখুন ফিল্টার এর ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া যেখানে লাভটি সিগন্যালের শীর্ষ লাভের সমান 50% i পিক লাভের 3 ডিবি। হাই পাসে ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি সঙ্গে ফিল্টার লাভ বৃদ্ধি পায়।


উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি কার্ভ

উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি কার্ভ

এই কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সি এফসি সার্কিটের আর এবং সি মানের উপর নির্ভর করে। এখানে সময় ধ্রুবক R = আরসি, কাট অফের ফ্রিকোয়েন্সি সময় ধ্রুবকের বিপরীতে আনুপাতিক।

কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সি = 1 / 2πআরসি

সার্কিট লাভ দ্বারা দেওয়া হয় এভি = ভুট / ভিন

.i.e। এভি = (ভুট) / (ভি ইন) = আর / √ (আরদুই+ এক্সসিদুই) = আর / জেড

কম ফ্রিকোয়েন্সি এফ: এক্সসি → ∞, ভুট = ০

উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এফ: এক্সসি → 0, ভুট = ভিন

উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া বা উচ্চ পাস ফিল্টার বোড প্লট

হাই পাস ফিল্টারে, কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সি ‘এফসি’ এর নীচে থাকা সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সিগুলি হ্রাস করা হয়। এই কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্টে আমরা -3 ডিবি লাভ পাই এবং এই মুহুর্তে ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধকের মানগুলির প্রতিক্রিয়া একই .i.e। আর = এক্সসি। লাভ হিসাবে গণনা করা হয়

লাভ (ডিবি) = ২০ লগ (ভ্যাট / ভিন)

উচ্চ পাস ফিল্টার কার্ভের opeাল +20 ডি বি / দশক। I.e। কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সি স্তর পাস করার পরে সার্কিটের আউটপুট প্রতিক্রিয়া 0 থেকে ভিনে দশকে প্রতি +20 ডিবি হারে বৃদ্ধি পায় যা প্রতি অক্টোবরে 6 ডিবি বৃদ্ধি পায়।

উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

উচ্চ পাস ফিল্টার ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

প্রারম্ভিক বিন্দু থেকে কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্ট পর্যন্ত অঞ্চলটি স্টপ ব্যান্ড হিসাবে পরিচিত কারণ কোনও ফ্রিকোয়েন্সি পাস করার অনুমতি নেই। কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্টের উপরের অঞ্চল। অর্থাৎ -3 ডিবি পয়েন্টটি হিসাবে পরিচিত পাসব্যান্ড । কাটার অফ ফ্রিকোয়েন্সিতে, পয়েন্ট আউটপুট ভোল্টেজ প্রশস্ততা ইনপুট ভোল্টেজের 70.7% হবে।

এখানে ফিল্টারটির ব্যান্ডউইথ ফ্রিকোয়েন্সিটির মান বোঝায় যা থেকে সংকেতগুলি পাস করার অনুমতি দেওয়া হয়। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ পাস ফিল্টারটির ব্যান্ডউইথ যদি 50 কেএইচজেড হিসাবে দেওয়া হয় তবে এর অর্থ হ'ল 50 কিলাহার্জ থেকে অনন্তের কেবলমাত্র ফ্রিকোয়েন্সিগুলি পাস করার অনুমতি দেওয়া হয়।

আউটপুট সিগন্যালের ফেজ কোণটি কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সিতে +450 হয়। উচ্চ পাস ফিল্টারের ফেজ শিফ্ট গণনা করার সূত্রটি হ'ল

∅ = আর্টিকান ⁡ (1 / 2πfRC)

ফেজ শিফট কার্ভ

ফেজ শিফট কার্ভ

ব্যবহারিক প্রয়োগে, ফিল্টারটির আউটপুট প্রতিক্রিয়া অসীমতায় প্রসারিত হয় না। ফিল্টার উপাদানগুলির বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য ফিল্টার প্রতিক্রিয়ার সীমাবদ্ধতা প্রয়োগ করে। ফিল্টার উপাদানগুলির যথাযথ নির্বাচনের মাধ্যমে, আমরা ঘন হওয়ার জন্য ফ্রিকোয়েন্সিগুলির পরিসীমা, উত্তীর্ণের পরিসীমা ইত্যাদি সমন্বয় করতে পারি ...

অপ-এম্প ব্যবহার করে উচ্চ পাস ফিল্টার

নিষ্ক্রিয় ফিল্টার উপাদানগুলির সাথে এই উচ্চ পাস ফিল্টারটিতে আমরা যুক্ত করি অপ-এম্প সার্কিট। অসীম আউটপুট প্রতিক্রিয়া পাওয়ার পরিবর্তে, এখানে খোলা লুপ দ্বারা আউটপুট প্রতিক্রিয়া সীমাবদ্ধ অপ-এম্পের বৈশিষ্ট্যগুলি । সুতরাং এই ফিল্টার একটি হিসাবে কাজ করে ব্যান্ড-পাস ফিল্টার কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি সহ যা ব্যান্ডউইথ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং Op-amp এর বৈশিষ্ট্য অর্জন করে gain

অপ-এম্প ব্যবহার করে উচ্চ পাস ফিল্টার

অপ-এম্প ব্যবহার করে উচ্চ পাস ফিল্টার

অপ-এম্পের খোলা লুপ ভোল্টেজ লাভ এর ব্যান্ডউইথের সীমাবদ্ধতা হিসাবে কাজ করে পরিবর্ধক । এমপ্লিফায়ারের লাভ ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে 0 ডিবি হ্রাস করে। সার্কিটের প্রতিক্রিয়া প্যাসিভ হাই পাস ফিল্টারের অনুরূপ তবে এখানে অপ-অ্যাম্পের লাভ আউটপুট সংকেতের প্রশস্ততা বাড়িয়ে তোলে।

দ্য ফিল্টার লাভ নন ইনভার্টিং অপ-এম্প ব্যবহার করে দেওয়া হয়েছে:

এভি = ভুট / ভিন = (অফ (চ / এফসি)) / √ (1+ (এফ / এফসি) ^ 2)

যেখানে AF ফিল্টারটির পাসব্যান্ড লাভ = gain 1+ (আর 2) / আর 1

f হ্জেডজেটের ইনপুট সংকেতের ফ্রিকোয়েন্সি

এফসি হ'ল কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি

কম সহনশীলতা যখন প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটার এই হাই পাস অ্যাক্টিভ ফিল্টার ব্যবহার করা হয় ভাল নির্ভুলতা এবং কর্মক্ষমতা।

অ্যাক্টিভ হাই পাস ফিল্টার

অপ-এম্প ব্যবহার করে হাই পাস ফিল্টার হিসাবে পরিচিত হয় সক্রিয় উচ্চ পাস ফিল্টার কারণ প্যাসিভ উপাদানগুলির সাথে ক্যাপাসিটর এবং প্রতিরোধক একটি সক্রিয় উপাদান ওপ-অ্যাম্প সার্কিটটিতে ব্যবহৃত হয় । এই সক্রিয় উপাদানটি ব্যবহার করে আমরা ফিল্টারটির কাট অফের ফ্রিকোয়েন্সি এবং আউটপুট প্রতিক্রিয়া সীমাটি নিয়ন্ত্রণ করতে পারি।

দ্বিতীয় আদেশ উচ্চ পাস ফিল্টার

এখনও অবধি ফিল্টার সার্কিটগুলি আমরা প্রত্যেকেই প্রথম অর্ডার উচ্চ পাস ফিল্টার হিসাবে বিবেচনা করি। দ্বিতীয় ক্রম উচ্চ পাস ফিল্টার, একটি আরসি নেটওয়ার্ক একটি অতিরিক্ত ব্লক যোগ করা হয় প্রথম অর্ডার উচ্চ পাস ফিল্টার ইনপুট পথে

দ্বিতীয় আদেশ উচ্চ পাস ফিল্টার

দ্য দ্বিতীয় আদেশ উচ্চ পাস ফিল্টার এর ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া প্রথম অর্ডার উচ্চ পাস ফিল্টার অনুরূপ। তবে দ্বিতীয় ক্রমে উচ্চ পাস ফিল্টার স্টপ ব্যান্ড 40 ডিবি / দশকে প্রথম অর্ডার ফিল্টারের দ্বিগুণ হবে। উচ্চতর অর্ডার ফিল্টারগুলি প্রথম এবং দ্বিতীয় ক্রম ফিল্টারকে ক্যাসকেডিং দ্বারা তৈরি করা যেতে পারে। যদিও অর্ডারের কোনও সীমা নেই, ফিল্টারটির আকারটি তাদের ক্রম এবং যথাযথতা হ্রাসের সাথে বৃদ্ধি পায়। যদি উচ্চতর অর্ডারে ফিল্টার আর 1 = আর 2 = আর 3 ইত্যাদি… এবং সি 1 = সি 2 = সি 3 = ইত্যাদি… তবে কাটার অফের ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টারের ক্রম নির্বিশেষে একই হবে।

দ্বিতীয় আদেশ উচ্চ পাস ফিল্টার

দ্বিতীয় আদেশ উচ্চ পাস ফিল্টার

দ্বিতীয় ক্রমের হাই অফ অ্যাক্টিভ ফিল্টারের কাটফফ ফ্রিকোয়েন্সি হিসাবে দেওয়া যেতে পারে

এফসি = 1 / (2π√ (আর 3 আর 4 সি 1 সি 2))

উচ্চ পাস ফিল্টার স্থানান্তর ফাংশন

ক্যাপাসিটরের প্রতিবন্ধকতা ঘন ঘন পরিবর্তিত হওয়ার সাথে সাথে বৈদ্যুতিন ফিল্টারগুলির একটি ফ্রিকোয়েন্সি-নির্ভর প্রতিক্রিয়া থাকে।

একটি ক্যাপাসিটরের জটিল প্রতিবন্ধকতা হিসাবে দেওয়া হয় জেডিসি = 1 / এসসি

যেখানে s = σ + jω, per হল প্রতি সেকেন্ডে রেডিয়ানের কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি

একটি সার্কিটের স্থানান্তর ফাংশন যেমন স্ট্যান্ডার্ড সার্কিট বিশ্লেষণ কৌশলগুলি ব্যবহার করে খুঁজে পাওয়া যায় ওম এর আইন , কির্ফোফের আইন , সুপারপজিশন ইত্যাদি স্থানান্তর ফাংশনটির মূল ফর্ম সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়

এইচ (গুলি) = (আমি এস ^ এম + এ (এম -1) এস m (এম -1) + ⋯ + এ0) / (বিএন এস ^ এন + বি (এন -1) এস ^ (এন -1) + ⋯ + বি0)

দ্য ফিল্টার ক্রম ডিনোমিনেটরের ডিগ্রি দ্বারা পরিচিত। পোলস এবং জিরোস সার্কিটের সমীকরণের শিকড় সমাধান করে বের করা হয়। ফাংশনটির আসল বা জটিল শিকড় থাকতে পারে। এই শিকড়গুলি যেভাবে প্লেনে প্লেন করা হয় সেখানে where অনুভূমিক অক্ষ দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং ω উল্লম্ব অক্ষ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এটি সার্কিট সম্পর্কে প্রচুর তথ্য প্রকাশ করে। উচ্চ পাস ফিল্টারের জন্য, একটি শূন্য মূলতে অবস্থিত।

এইচ (জে) = ভুট / ভিন = (-জেড 2 (জে)) / (জেড 1 (জে))

= - আর 2 / (আর 1 + 1 / জেসি)

= -আর 2 / আর 1 (1 / (1+ 1 / (জেআর 1 সি))

এখানে এইচ (∞) = আর 2 / আর 1, যখন ω → ∞ হবে তখন লাভ করুন ∞

τ = আর 1 সি এবং =c = 1 / (τ)। i.e। =c = 1 / (আর 1 সি) কাট অফ ফ্রিকোয়েন্সি হয়

সুতরাং উচ্চ পাস ফিল্টার স্থানান্তর ফাংশন দ্বারা দেওয়া হয় এইচ (জে) = - এইচ (∞) (1 / (1+ 1 / জে))

= - এইচ (∞) (1 / (1- (জ্যাক) / ω))

যখন ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি কম থাকে তখন জেড 1 (জে) বড় হয়, সুতরাং আউটপুট প্রতিক্রিয়া কম হয়।

এইচ (জে) = (- এইচ (∞)) / √ (1+ (ωc / ω) ^ 2) = 0 যখন ω = 0 এইচ (∞) / √2 যখন ω = ω_c

এবং এইচ (∞) যখন ω = ∞ ∞ এখানে নেতিবাচক চিহ্নটি ফেজ শিফটকে নির্দেশ করে।

যখন আর 1 = আর 2, এস = জে এবং এইচ (0) = 1

সুতরাং, উচ্চ পাস ফিল্টার এইচ (জে) = জে / (জে + ω_ সি) এর স্থানান্তর ফাংশন

মাউন্ট উচ্চ পাস ফিল্টার

অযাচিত ফ্রিকোয়েন্সিগুলি প্রত্যাখ্যান করার পাশাপাশি, একটি আদর্শ ফিল্টারেও চেয়েছিলেন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য অভিন্ন সংবেদনশীলতা থাকা উচিত। এই জাতীয় আদর্শ ফিল্টার অযৌক্তিক। তবে স্টিফেন বাটার তার কাগজে 'ফিল্টার পরিবর্ধন তত্ত্বের উপর' মূল্যবান বলে দেখিয়েছেন যে এই ধরণের ফিল্টারটি সঠিক মাত্রার ফিল্টার উপাদানগুলির সংখ্যা বাড়িয়ে অর্জন করা যেতে পারে।

মাখনের মূল্য পরিশোধক এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে এটি ফিল্টারটির পাসব্যান্ডে ফ্ল্যাট ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া দেয় এবং স্টপ ব্যান্ডের শূন্যের দিকে হ্রাস পায়। এর একটি প্রাথমিক প্রোটোটাইপ মাখনের মূল্য পরিশোধক হয় কম পাস ডিজাইন তবে পরিবর্তন দ্বারা উচ্চ পাস এবং ব্যান্ড পাস ফিল্টার ডিজাইন করা যেতে পারে।

আমরা উপরে প্রথম অর্ডার হিসাবে দেখেছি উচ্চ পাস ফিল্টার ইউনিট লাভ হয় এইচ (জে) = জে / (জে + ω_ সি)

সিরিজের এন যেমন ফিল্টার জন্য এইচ (জে) = (জে / / জে + ω_ সি)) ^ n যা সমাধানের সমান

‘এন’ পাস ব্যান্ড এবং স্টপ ব্যান্ডের মধ্যে স্থানান্তরের ক্রম নিয়ন্ত্রণ করে। ক্রমটি তত বেশি, দ্রুত রূপান্তরটি তাই, n = at বাটারের মূল্যবান ফিল্টার একটি আদর্শ উচ্চ পাস ফিল্টার হয়ে যায়।

সরলতার জন্য এই ফিল্টারটি প্রয়োগের সময় আমরা ωc = 1 বিবেচনা করি এবং স্থানান্তর ফাংশনটি সমাধান করি

জন্য s = jω .i.e। এইচ (গুলি) = গুলি / (গুলি + )c) = এস / (গুলি + 1) অর্ডার 1:

এইচ (গুলি) = গুলি ^ 2 / (গুলি + 2 + ∆ωs + (^c ^ 2) আদেশ 2 জন্য

সুতরাং উচ্চ পাস ফিল্টার মধ্যে ক্যাসকেড স্থানান্তর ফাংশন হয়

উচ্চ পাস ফিল্টার মূল্য বাটার এর বোড প্লট

উচ্চ পাস ফিল্টার মূল্য বাটার এর বোড প্লট

উচ্চ পাস ফিল্টার অ্যাপ্লিকেশন

উচ্চ পাস ফিল্টার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে মূলত নিম্নলিখিতটি অন্তর্ভুক্ত থাকে।

  • এই ফিল্টারগুলি প্রশস্তকরণের জন্য স্পিকারে ব্যবহৃত হয়।
  • উচ্চ পাস ফিল্টার শ্রবণযোগ্য পরিসরের নীচের প্রান্তের নিকটে অযাচিত শব্দগুলি সরাতে ব্যবহৃত হয়।
  • এর প্রশস্তকরণ রোধ করতে ডিসি কারেন্ট যা অ্যাম্প্লিফায়ারকে ক্ষতি করতে পারে, উচ্চ পাস ফিল্টারগুলি এসি-কাপলিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়।
  • হাই পাস ফিল্টার ইন চিত্র প্রক্রিয়াজাতকরণ : বিশদটি তীক্ষ্ণ করার জন্য উচ্চ পাস ফিল্টারগুলি চিত্র প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়। কোনও চিত্রের উপরে এই ফিল্টারগুলি প্রয়োগ করে আমরা একটি চিত্রের প্রতিটি ক্ষুদ্র অংশকে অতিরঞ্জিত করতে পারি। অতিরিক্ত ফিল্ডিং ইমেজটির ক্ষতি করতে পারে কারণ এই ফিল্টারগুলি ইমেজের শব্দের প্রশস্ত করে।

স্থিতিশীল এবং আদর্শ ফলাফল অর্জনের জন্য এই ফিল্টারগুলির ডিজাইনে এখনও অনেকগুলি বিকাশ রয়েছে। এই সাধারণ ডিভাইসগুলি এতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা , স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম, চিত্র এবং অডিও প্রক্রিয়াজাতকরণ। কোন আবেদন উচ্চ পাস ফিল্টার তুমি কি পার হয়ে এসেছ?