אלקטרוניקה ומחשבים
אלקומפ
תקבילית lowPassFilter

פורסם ב28 למרץ, 2010 | על ידי גיא רומבאוט

6

מסנן מעביר נמוכים (LPF)

מהו מסנן מעביר נמוכים? (Low pass filter)
זהו מעגל המעביר תדרים נמוכים וחוסם את התדרים הגבוהים. בדרך כלל המימוש של המעגל הוא באמצעות מעגל RC (נגד-קבל) או RL (נגד סליל) או שילוב של שניהם.
באמצעות המסנן נוכל לדחות הפרעות של תדרים גבוהים, לדוגמא: כאשר אנו מעוניינים להעביר צליל דרך מיקרופון ולחסום רעשים בתדרים גבוהים שאינם רצויים. יתר על כן, ניתן לחסום הרמוניות במעגלי משדר-מקלט באמצעות מסנן זה.

ניסוי מעבדה – העברת תדר מכולל (בכחול) דרך מסנן מעביר נמוכים.

lp_10khz_phaseshift

lowpass_1khz

תדר של 10KHz מונחת                                                               תדר של 1KHz עובר

First-order filter – מסנן ראשון בסדרה של מסננים – מסנן יותר במדויק. לדוגמא: הוא יקטין את אמפליטודת אות הכניסה בחצי בכל פעם שהתדירות מוכפלת.
Second-order filter – מסנן שני בסדרה של מסננים – מפחית את העוצמה של תדירויות גבוהות יותר בתלילות. לדוגמא: הוא יקטין את אמפליטודת אות הכניסה ברבע בכל פעם שהתדירות מוכפלת.

fil5

כפי שהסברתי בכתבה על היגב קבל, היגב קבל משתנה בהתאם לתדירות המתח שעל הדקי הקבל. בתדרים נמוכים היגב הקבל (Xc) יהיה גדול מאוד יחסית לנגד R וכתוצאה מכך יהיה מתח על הקבל (Vc). ככל שהמתח על הנגד (Vr) יהיה קטן יותר, המתח על הקבל יהיה גדול יותר (לפי חוק אום). בתדירויות גבוהות המתח על הנגד יהיה גדול יותר ואילו על הקבל המתח יהיה קטן יותר – וכך בעצם השגנו חסימה של התדרים הגבוהים.

אנו מתייחסים לכך כאילו מחוברים שתי נגדים בטור:

fil68

היגב הקבל:
fil69

עכבה: (עכבה הינה התנגדות לעליית הזרם במעגל מתח חילופין AC ומסומנת באות Z) – ניתן לקרוא עוד באתר ויקיפדיה העברית.
fil70

והנוסחא הסופית:
fil71

דוגמא עבור תדירות של 10kHz:
fil8

fil9

לעומת זאת עבור תדירות של 100Hz:
fil6
fil7

שימו לב כי ככל שהתדר קטן המתח עולה.

תגובת התדר:
הקשר בין מתח המוצא לתדירות הכניסה נקרא תגובת התדר או Bode Plot.

fil10

Fc הינו התדר הגבוה ביותר (cut-off frequency) – אשר מעליו האות "נחתך".

חישוב Fc + דוגמא:
fil12

עבור ה720Hz הפאזה במוצא תהיה 45- מעלות.

ההגבר בדציבל:
fil19

קבוע הזמן (תאו):

זמן טעינת ופריקת הקבל נראה קבוע זמן הקבל ומסומן באות תאו (τ):
fil40

ולכן:
fil41

מתח המוצא תלוי גם בתדירות האות הנכנס וכתוצאה מכך גם בקבוע הזמן.

באמצעת מעגל LPF ניתן להמיר גל ריבועי לגל משולש:
fil42

על כך נדבר בכתבה "תגובת LPF לאות מדרגה ולדופק".

תגיות: ,

אודות המחבר



6 תגובות למסנן מעביר נמוכים (LPF)

  1. דור הגיב\ה:

    רומבאוט אתה שפיץ תאמין לי

  2. גיא הגיב\ה:

    דניאל, ההגבר הוא vout/vin כפי שרשום (ניחות זה בעצם הגבר DB שלילי).

  3. דניאל הגיב\ה:

    יש טעות בהסבר "הניחות" במערכת זה vout/vin.

  4. קטמה טרקין הגיב\ה:

    ווואלה מצויין ;)

  5. ארנון ברק הגיב\ה:

    שלום רב
    אני מקווה שתוכל לעזור לי, בניתי לבן שלי מתקן להנחתת צליל. ביציאה קיים בוחר לשלוש יציאות. בעת העברת הבוחר ממצב למצב אני מקבל רעש חזק שברצוני למנוע אותו. חשבתי על פילטר כלשהו ביציאות של קבל לאדמה או פילטר אודה לך על כל עזרה או הפניה.
    כמו כן כיצד ניתן להשיג ראוסטטים וסלקטורים מסוג יותר טוב מאשר יש בחנויות האלקטרוניקה הרגילות
    ארנון ברק 0544509952
    talib@netvision.net.il

  6. טל הגיב\ה:

    הסבר מעולה!!!
    בדיוק מה שאני לומד עכשיו

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

חזרה לראש הדף ↑