Dạng sóng trong mạch điện và cách lọc chúng

Âm nhạc

Dạng sóng trong mạch điện và cách lọc chúng

Vũ Thanh An

29/12/2021

Dạng sóng trong mạch điện và cách lọc chúng

Nội dung chính

Dạng sóng : Tín hiệu cũng có thể được gọi là Sóng .Sóng đều có một hình dạng nhất định khi nó được biểu diễn dưới dạng đồ thị.

Hình dạng này có thể có nhiều loại khác nhau như hình sin, hình vuông, hình tam giác, v.v. thay đổi theo khoảng thời gian hoặc chúng có thể có một số hình dạng ngẫu nhiên ở bất kể khoảng thời gian nào.

Các loại dạng sóng

Có hai sạng sóng chính :

Dạng sóng tuyến tính
Dạng sóng phi tuyến tính

Dạng sóng tuyến tính

Các linh kiện tuyến tính như điện trở, tụ điện và cuộn cảm được sử dụng để định hình tín hiệu trong dạng sóng tuyến tính này. Một đầu vào sóng hình sin có đầu ra sóng hình sin và do đó đầu vào sóng không hình sin được sử dụng để hiểu định dạng sóng tuyến tính.

Lọc là quá trình làm suy giảm tín hiệu không mong muốn hoặc tái tạo các phần đã chọn của các thành phần tần số của một tín hiệu cụ thể.

Bộ lọc

Trong quá trình định hình tín hiệu, nếu cảm thấy không mong muốn một số phần của tín hiệu, chúng có thể bị cắt bằng cách sử dụng Mạch lọc. Bộ lọc là một mạch có thể loại bỏ các phần không mong muốn của tín hiệu ở đầu vào của nó . Quá trình giảm cường độ của tín hiệu còn được gọi là Suy hao .

Những linh kiện sử dụng để thực hiện việc lọc.

Tụ điện có đặc tính cho phép AC qua và nhưng k cho DC qua
Cuộn cảm có đặc tính cho phép DC qua nhưng chặn AC .

Sử dụng các đặc tính này, hai linh kiện này đặc biệt được sử dụng để chặn hoặc cho phép AC hoặc DC . Bộ lọc có thể được thiết kế tùy thuộc vào các đặc tính này.

Chúng ta có bốn loại bộ lọc chính xem chi tiết :

Bây giờ chúng ta hãy thảo luận qua về các loại bộ lọc này.

Bộ lọc thông thấp

Mạch lọc cho phép tập hợp các tần số thấp hơn một giá trị xác định đi qua. Sơ đồ mạch của bộ lọc thông thấp sử dụng RC và RL như hình dưới đây.

Bộ lọc RC và bộ lọc RL đều hoạt động như bộ lọc thông thấp.

Bộ lọc RC – Khi tụ điện được đặt rẽ nhánh như hình, Thì thành phần AC được nối đất. Điều này sẽ chặn các tần số cao lại và cho thành phần DC ở đầu ra.
Bộ lọc RL – Khi cuộn cảm được đặt nối tiếp, thì thành phần DC sẽ được phép đến đầu ra. Cuộn cảm chặn thành phần AC không cho chúng ở đầu ra.

Ký hiệu cho bộ lọc thông thấp $L P F$ như được đưa ra dưới đây.

Đáp ứng tần số – Dạng sóng

Đáp ứng tần số của một bộ lọc thực tế được minh họa dưới đây và đáp ứng tần số của LPF lý tưởng khi không xem xét các yếu tố thực tế của các linh kiện điện tử sẽ như sau.

Tần số cắt cho bất kỳ bộ lọc nào là $f_{c}$ mà bộ lọc được thiết kế để làm suy hao và cắt tín hiệu. Một bộ lọc lý tưởng có điểm cắt hoàn hảo trong khi bộ lọc thực tế có một vài hạn chế.

Bộ lọc RLC

Sau khi biết về bộ lọc RC và RL, ta có thể kết hợp hai mạch này để có kết quả tốt hơn. Hình sau cho biết mạch RLC có dạng như thế nào.

Tín hiệu ở đầu vào đi qua cuộn cảm chặn AC và cho phép DC. Bây giờ, đầu ra đó một lần nữa được chuyển qua tụ điện rẽ nhán,sẽ lọc thành phần AC còn lại nếu có trong tín hiệu, và cho phép DC ở đầu ra. Do đó, chúng ta có thành phần DC lý tưởng ở đầu ra. Đây là một mạch thông thấp tốt hơn so với cả hai loại trên.

Bộ lọc thông cao

Một mạch Bộ lọc cho phép tập hợp các tần số cao hơn một giá trị xác định đi qua. Sơ đồ mạch của bộ lọc thông cao sử dụng RC và RL như hình dưới đây.

Bộ lọc tụ RC và bộ lọc RL hoạt động như các bộ lọc thông cao.

Bộ lọc RC

Khi tụ điện được đặt nối tiếp, nó chặn các thành phần DC và cho phép các thành phần AC xuất hiện. Do đó các thành phần tần số cao xuất hiện ở đầu ra trên điện trở.

Bộ lọc RL

Khi cuộn cảm đặt rẽ nhánh, thành phần DC được phép nối đất. Thành phần AC còn lại, xuất hiện ở đầu ra. Biểu tượng cho bộ lọc thông cao $H P F$ như được đưa ra dưới đây.

Đáp ứng tần số – Dạng sóng

Đáp ứng tần số của một bộ lọc thực tế được thể hiện dưới đây và đáp ứng tần số của một HPF lý tưởng khi không xem xét các yếu tố thực tế của các thành phần điện tử sẽ như sau.

Tần số cắt cho bất kỳ bộ lọc nào là tần số $f_{c}$ mà bộ lọc được thiết kế để làm suy hao và cắt tín hiệu. Một bộ lọc lý tưởng có điểm cắt hoàn hảo trong khi bộ lọc thực tế có một vài hạn chế.

Bộ lọc RLC

Sau khi biết về bộ lọc RC và RL, ta có thể kết hợp hai mạch này để có kết quả tốt hơn. Hình sau cho biết mạch RLC có dạng như thế nào.

Tín hiệu ở đầu vào đi qua tụ điện chặn DC và cho phép AC. Bây giờ, đầu ra đó một lần nữa được chuyển qua cuộn cảm rẽ nhánh, sẽ loại bỏ các thành phần DC còn lại trong tín hiệu, và cho phép AC ở đầu ra. Vì vậy, chúng ta có một AC lý tưởng ở đầu ra. Đây là một mạch lọc thông cao tốt hơn so với cả hai trên.

Bộ lọc thông dải

Mạch lọc cho phép tập hợp các tần số nằm giữa hai giá trị xác định đi qua. Bộ lọc cho phép một dải tần số đi qua.

Vì chúng ta cần loại bỏ một số tần số thấp và cao, để chọn một tập hợp các tần số được chỉ định, chúng ta cần phân tầng HPF(thông cao) và LPF(thông thấp) để có được BPF(dải thông). Điều này có thể được hiểu dễ dàng ngay cả khi quan sát các đường đáp ứng tần số.

Sơ đồ mạch của bộ lọc thông dải như hình dưới đây.

Mạch trên cũng có thể được xây dựng bằng mạch RL hoặc mạch RLC. Trên đây là một mạch RC được chọn để hiểu đơn giản.

Biểu tượng cho bộ lọc thông dải $B P F$ như được đưa ra dưới đây.

Đáp ứng tần số

Đáp ứng tần số của một bộ lọc thực tế được thể hiện dưới đây và đáp ứng tần số của một BPF lý tưởng khi không xem xét các yếu tố thực tế của các thành phần điện tử sẽ như sau.

Tần số cắt cho bất kỳ bộ lọc nào là tần số $f_{c}$ mà bộ lọc được thiết kế để làm suy hảo và cắt tín hiệu. Một bộ lọc lý tưởng có điểm cắt hoàn hảo trong khi bộ lọc thực tế có một vài hạn chế.

Bộ lọc dải dừng – Dạng sóng

Mạch lọc chặn hoặc làm suy hao tập hợp các tần số nằm giữa hai giá trị được chỉ định được gọi là bộ lọc dải dừng . Bộ lọc này chặn một dải tần số và do đó cũng có thể được gọi là Bộ lọc chắn dải .

Vì chúng ta cần loại bỏ một số tần số thấp và cao, để chọn một tập hợp các tần số được chỉ định, chúng ta cần phân tầng một LPF và một HPF để có được BSF. Điều này có thể được hiểu dễ dàng ngay cả khi quan sát các đường đáp ứng tần số.

Sơ đồ mạch của bộ lọc dải dừng như hình dưới đây.

Mạch trên cũng có thể được xây dựng bằng mạch RL hoặc mạch RLC. Trên đây là một mạch RC được chọn để hiểu đơn giản.

Biểu tượng cho bộ lọc dừng dải $B S F$ như được đưa ra dưới đây.

Đáp ứng tần số – Dạng sóng

Đáp ứng tần số của một bộ lọc thực tế được thể hiện dưới đây và đáp ứng tần số của một BSF lý tưởng khi không xem xét các vấn đề thực tế của các thành phần điện tử sẽ như sau.

Rate this post