செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி: சுற்று, வேலை, வகைகள், பரிமாற்ற செயல்பாடு மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

ஏ உயர் பாஸ் வடிகட்டி ஒரு எலக்ட்ரானிக் ஃபில்டர் ஆகும், இது ஒரு குறிப்பிட்ட கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைக் காட்டிலும் அதிக அதிர்வெண் கொண்ட சிக்னல்களை அனுமதிக்கிறது மற்றும் அந்த கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைக் காட்டிலும் குறைந்த அதிர்வெண்களால் சிக்னல்களைத் தணிக்கிறது. இந்த வடிப்பான் லோ பாஸ் ஃபில்டருக்கு நேர்மாறானது, மேலும் இது HPF, பாஸ்-கட் ஃபில்டர் அல்லது லோ-கட் ஃபில்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. கலவை குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி மற்றும் உயர் பாஸ் வடிகட்டி ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பில் அதிர்வெண்களை மட்டுமே அனுமதிக்கும் பேண்ட் பாஸ் வடிகட்டி என அழைக்கப்படுகிறது. சுற்று வடிவமைப்பின் அடிப்படையில் பல்வேறு வகையான உயர்-பாஸ் வடிப்பான்கள் உள்ளன. செயலில் உள்ள உயர்-பாஸ் வடிகட்டி, செயலற்ற HPF, RC HPF, முதல்-வரிசை HPF, இரண்டாவது-வரிசை HPF, பட்டர்வொர்த் , Chebyshev மற்றும் Bessel உயர் பாஸ் வடிகட்டிகள். இந்த கட்டுரை ஒரு செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி, அதன் சுற்று, வேலை, வகைகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை சுருக்கமாக விளக்குகிறது.

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி என்றால் என்ன?

குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞைகளைத் தடுக்கும் போது அதிக அதிர்வெண் சிக்னல்கள் முழுவதும் செல்ல அனுமதிக்கும் ஒரு வகை மின்னணு வடிகட்டியானது செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டி என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வடிப்பான் ஒரு செயலற்ற வடிகட்டி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இதற்கு செயல்பாட்டிற்கு வெளிப்புற சக்தி ஆதாரம் தேவையில்லை, மேலும் இது உள்வரும் சமிக்ஞை ஆற்றலைப் பொறுத்தது.

இந்த வடிகட்டி செயலற்ற கூறுகளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது; மின்தடையங்கள், தூண்டிகள் மற்றும் மின்தேக்கிகள். இந்த கூறு மதிப்புகள் வடிகட்டியின் கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைத் தீர்மானிக்கின்றன, அங்கு இந்த அதிர்வெண் தடுக்கப்பட்ட அல்லது குறைக்கப்பட்ட சமிக்ஞைகளுக்குக் கீழே உள்ளது.

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி சுற்று

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி வடிவமைப்பு சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது, இது மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த சுற்று செயலற்ற LPF ஐப் போன்றது ஆனால் மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி ஆகியவை சுற்றுக்குள் வெறுமனே பரிமாற்றம் செய்யப்படுகின்றன. செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டி சர்க்யூட்டில் உள்ள மின்தேக்கியானது மின்தடையத்தால் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பொதுவாக துருவப்படுத்தப்படாத மின்தேக்கி மற்றும் மின்தடையத்தின் தொடர் கலவைக்கு உள்ளீட்டு சமிக்ஞை வழங்கப்படும் போது வடிகட்டப்பட்ட வெளியீடு கிடைக்கிறது அல்லது மின்தடை முழுவதும் வரையப்படும்.

இந்த வடிகட்டி அதிக அதிர்வெண்களை அனுமதிக்கிறது மற்றும் குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞைகளைத் தடுக்கிறது. கட்-ஆஃப் அதிர்வெண் மதிப்பு முக்கியமாக சுற்று வடிவமைப்பிற்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கூறுகளின் மதிப்புகளைப் பொறுத்தது. இந்த வடிப்பான்கள் 10 மெகா ஹெர்ட்ஸ் உயர் அதிர்வெண் வரம்பில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சுற்றுக்குள் கூறுகள் பரிமாற்றம் செய்யப்படுவதால், வழங்கப்பட்ட மின்தேக்கியின் பதில்கள், குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி பதிலுக்கு நேர் எதிரானதாக மாறும்.

குறைந்த அதிர்வெண்களில் உள்ள மின்தேக்கியானது திறந்த சுற்று மற்றும் அதிக அதிர்வெண்களில் செயல்படுகிறது; இது ஒரு குறுகிய சுற்று போல் செயல்படுகிறது. இந்த சுற்றில், மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு எதிர்வினை காரணமாக மின்தேக்கிக்குள் நுழையும் குறைந்த அதிர்வெண்களை மின்தேக்கி தடுக்கிறது.

மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு வரம்பில் பிணைக்க இந்த மின்சுற்றில் சில அளவு மின்னோட்டத்தை மின்தேக்கி எதிர்க்கிறது. எனவே கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணுக்குப் பிறகு மின்தேக்கியானது கொள்ளளவு வினைத்திறன் குறைப்பு மதிப்பின் காரணமாக அனைத்து அதிர்வெண்களையும் அனுமதிக்கிறது. கட்-ஆஃப் அதிர்வெண் ‘fc’ உடன் ஒப்பிடும்போது உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் அதிகமாக இருக்கும் போதெல்லாம் இந்த வடிகட்டி சுற்று முழு உள்ளீட்டு சமிக்ஞையையும் வெளியீட்டிற்கு அனுப்புகிறது.

குறைந்த அதிர்வெண்களில் எதிர்வினையின் மதிப்பு அதிகரிக்கிறது, பின்னர் மின்தேக்கி முழுவதும் மின்னோட்டத்தை எதிர்க்கும் திறன் அதிகரிக்கிறது. கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணின் கீழ் உள்ள அதிர்வெண் பட்டை ‘ஸ்டாப் பேண்ட்’ என்றும், கட்-ஆஃப் அலைவரிசைக்குப் பிறகு வரும் அலைவரிசை ‘பாஸ் பேண்ட்’ என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிப்பானுக்கான கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணுக்கான சூத்திரம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த சூத்திரம் லோ-பாஸ் வடிப்பானைப் போன்றது.

Fc = 1 / 2πRC

‘ஆர்’ எங்கே இருக்கிறது எதிர்ப்பு & 'சி' என்பது கொள்ளளவு.

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிப்பானின் கட்ட கோணம்

செயலற்ற HPF இன் கட்ட கோணம் φ (Phi) உடன் குறிக்கப்படுகிறது, இது -3dB (அல்லது) கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணில் i/p சமிக்ஞையின் வெளியீட்டில் +45 ஆக இருக்கும்.

வடிகட்டியின் அதிர்வெண் பதிலின் படி, இது அனைத்து சமிக்ஞைகளையும் கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணில் முடிவிலிக்கு அனுப்புகிறது. ஃபேஸ் ஷிப்ட் ஃபார்முலா, லோ பாஸ் ஃபில்டரைப் போல இல்லை, ஏனெனில், இந்த வடிப்பானில், ஃபேஸ் எதிர்மறையாக மாறும், எச்பிஎஃப் இல் இது பாசிட்டிவ் ஃபேஸ் ஷிஃப்டாக இருந்தாலும், ஃபேஸ் ஆங்கிள் ஃபார்முலா ஆகும்;

கட்ட மாற்றம் (φ) = ஆர்க்டான் (1/2πfRC)

நேரம் நிலையானது

சுற்றுவட்டத்தில் உள்ள மின்தேக்கியானது உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் அதிர்வெண்களிலிருந்து சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் விளைவைப் பெறுகிறது, இது τ (Tau) உடன் குறிக்கப்படும் நேர நிலைமாற்றம் என அழைக்கப்படுகிறது. நேர மாறிலியும் கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணுடன் தொடர்புடையது.

τ = RC = 1 / 2πfc

சில நேரங்களில் நாம் நேர மாறிலியின் மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும் போதெல்லாம், கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைத் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும், எனவே சூத்திரத்தை மாற்றுவதன் மூலம் கீழே உள்ள சமன்பாட்டைப் பெறலாம்.

fc = 1 / 2πRC

τ = RC என்று நமக்குத் தெரியும்

எனவே, மேலே உள்ள சமன்பாடு fc = 1 / 2πτ ஆக மாறும்.

உதாரணமாக

330k மின்தடையம் மற்றும் 100pF மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்தி செயலில் உள்ள உயர் பாஸ் வடிகட்டி சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிடுங்கள்.

கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

அதிர்வெண் fc = 1/2πfC ஐ துண்டிக்கவும்

மின்தடை 330k மற்றும் மின்தேக்கி 100pF மதிப்புகள், மேலே உள்ள சமன்பாட்டில் இந்த மதிப்புகளை மாற்றியமைப்பதை நாங்கள் அறிவோம்.

துண்டிக்கப்பட்ட அதிர்வெண் fc = 1/2 x 3.14 x 330000 x 100 x 10^-12.

fc = 4825Hz (அல்லது) 4.825Khz.

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி பரிமாற்ற செயல்பாடு

பரிமாற்ற செயல்பாடு செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிப்பானின் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு சமிக்ஞைகளுக்கு இடையிலான முக்கிய உறவை விளக்குகிறது. எனவே, செயலற்ற HPF கணக்கீட்டின் பரிமாற்ற செயல்பாடு கீழே விவாதிக்கப்படுகிறது.

வின் = IZ

வின் = I (R + 1/jωC)

Vo = IS
வெள்ளி / வெள்ளி

IR/ I (R + 1/jωC)

Vo/ Vin = RjωC / R jωC + 1)

RC = 1/ωC ​​ஐ எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்

Vo/ Vi = j(ω/ωC)/ j(ω/ωC) + 1

Vo/ Vin = j(ω/ωC)/√ j(ω/ωC)^ 2 + 1

மேலே உள்ள சமன்பாடு ஒரு செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டி பரிமாற்ற செயல்பாடாகும். எனவே, ஒரு வடிகட்டியின் ஒவ்வொரு 'ω' மதிப்பிலும் உள்ள மின்னழுத்த ஆதாயத்தை மேலே உள்ள சமன்பாட்டின் மூலம் அளவிட முடியும்.

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிப்பான்களின் வகைகள்

செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிப்பான்களில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன; கீழே விவாதிக்கப்படும் முதல் வரிசை செயலற்ற HPF மற்றும் இரண்டாவது வரிசை செயலற்ற HPF.

முதல்-வரிசை செயலற்ற HPF

முதல்-வரிசை செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டி சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்தடையுடன் கூடிய ஒரே ஒரு வினைத்திறன் கூறுகளைக் கொண்டு இந்த சுற்று வடிவமைக்கப்படலாம். இந்த வடிகட்டி சுற்று குறைந்த அதிர்வெண் சிக்னல்களைத் தடுக்கிறது ஆனால் செட் மதிப்புக்கு மேல் அதிக அதிர்வெண் சமிக்ஞைகளை அனுமதிக்கிறது. இந்த சர்க்யூட் செயலற்ற கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் வெளிப்புற சக்தி மூலங்கள் எதுவும் தேவையில்லை. மின்தேக்கி மற்றும் மின்தடையின் இந்த தொடர் கலவைக்கு உள்ளீட்டு சமிக்ஞை வழங்கப்படும் போதெல்லாம், வடிகட்டப்பட்ட வெளியீடு மின்தடையம் முழுவதும் பெறப்படும்.

முதல்-வரிசை செயலற்ற HPSக்கான கட்-ஆஃப் அதிர்வெண் சூத்திரம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ள செயலற்ற லோ பாஸ் வடிகட்டியைப் போன்றது.

fc = 1 / 2πRC

இரண்டாவது வரிசை செயலற்ற HPF

இரண்டாம்-வரிசை செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டி சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த ஃபில்டர் சர்க்யூட் இரண்டு முதல்-வரிசை HPFகளை அடுக்கி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சுற்று இரண்டு எதிர்வினை கூறுகளை பயன்படுத்துகிறது மின்தேக்கிகள் மற்றும் வடிகட்டி சுற்று இரண்டாவது வரிசையை உருவாக்கும் இரண்டு மின்தடையங்கள். எனவே இந்த இரண்டு-நிலை வடிகட்டி செயல்திறன் ஒற்றை-நிலை வடிப்பானிற்குச் சமமானதாகும், இருப்பினும் இந்த வடிகட்டியின் சாய்வை -40 dB/ தசாப்தத்தில் கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்ணில் உள்ள மாறுபாட்டின் காரணமாகப் பெறலாம்.

ஒற்றை-நிலை வடிப்பானுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த வடிப்பான் மிகவும் திறமையானது, ஏனெனில் இதில் இரண்டு சேமிப்புப் புள்ளிகள் உள்ளன. எனவே, இரண்டு-நிலை வடிகட்டிக்கான கட்-ஆஃப் அதிர்வெண் முக்கியமாக இரண்டு மின்தேக்கிகள் & இரண்டைப் பொறுத்தது மின்தடையங்கள் கொடுக்கப்பட்ட மதிப்புகள்;

fc = 1/ (2π√(R1*C1*R2*C2)) ஹெர்ட்ஸ்

விண்ணப்பங்கள்

தி செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிகட்டிகளின் பயன்பாடுகள் பின்வருவன அடங்கும்.

• செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிப்பான் என்பது குறைந்த அதிர்வெண்களைத் தடுக்கும் ஒரு வடிகட்டியாகும், ஆனால் முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட மதிப்பை விட அதிக அதிர்வெண்ணைக் கடக்கும்.
• செயலற்ற உயர்-பாஸ் வடிப்பான்கள் சமநிலைகள் மற்றும் ஆடியோ ரிசீவர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• இவை இசைக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன &  அதிர்வெண் பண்பேற்றம் .
• இவை செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர்கள், பல்ஸ் ஜெனரேட்டர்கள், ராம்ப்-டு-ஸ்டெப் ஜெனரேட்டர்கள், சிஆர்ஓக்கள், சிஆர்டிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• அதிகபட்ச அதிர்வெண்கள் தேவைப்படும் இடங்களில் ஆடியோ பெருக்கிகளில் குறைந்த அதிர்வெண் சத்தத்தை அகற்ற இந்த வடிப்பான்கள் பொதுவாக ஆடியோ செயலாக்கத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• இந்த வடிப்பான்கள் டிஜிட்டல் படங்களுக்குள் விளிம்புகள் மற்றும் பிற உயர் அதிர்வெண் கூறுகளை மேம்படுத்த HPF களில் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• இவை பல்வேறு தொழில்துறை மற்றும் அறிவியல் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; நில அதிர்வு பகுப்பாய்வு, மற்றும் ரேடார் அமைப்புகள் & உயிரியல் மருத்துவ துறையில் ECG களைப் புரிந்து கொள்ள.
• குறைந்த அதிர்வெண் அடிப்படையிலான சிக்னல்களை அனுமதிக்கவும் தடுக்கவும் அதிக அதிர்வெண் சிக்னல்களை அனுமதிக்க எலக்ட்ரானிக்ஸ் & சிக்னல் செயலாக்கத்தில் இந்த வகையான வடிகட்டிகள் முக்கியமான கருவிகள்.

எனவே, இது ஒரு செயலற்ற ஒரு கண்ணோட்டம் உயர்-பாஸ் வடிகட்டி, சுற்றுகள், வேலை , வகைகள் மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள். ஒரு வடிகட்டி சுற்று போன்ற செயலற்ற கூறுகளை மட்டுமே கொண்டு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது; மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி. இந்த வடிப்பான்களுக்கு வெளிப்புற மூலங்கள் எதுவும் தேவையில்லை, அதனால் அவை எந்த ஆதாயமும் இல்லை, அதாவது வெளியீட்டு சமிக்ஞையின் வீச்சு எப்போதும் உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் வீச்சுக்கு சமமாக இருக்கும். இந்த வடிகட்டி வடிவமைப்புகள் மிகவும் எளிமையானவை மற்றும் இந்த வடிப்பான்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் கூறுகளும் மிகவும் மலிவானவை. இதோ உங்களுக்காக ஒரு கேள்வி, செயலற்ற குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி என்றால் என்ன?