ملاحظات طراحی برای یک باند چیست - Stop Filter Bibo؟
من به عنوان یک تأمین کننده فصلی از فیلترهای Bibo (محدود - ورودی محدود - خروجی) ، من شاهد دست اول نقش مهمی که این فیلترها در سیستم های مختلف الکترونیکی ایفا می کنند. باند - به طور خاص فیلترهای Bibo را متوقف کنید تا فرکانس های موجود در یک باند خاص را کاهش دهد در حالی که اجازه می دهد فرکانس های خارج از این باند با حداقل میرایی عبور کند. در این پست وبلاگ ، من به ملاحظات کلیدی طراحی برای گروه می پردازم - فیلترهای Bibo را متوقف کنید.
1. تعریف دامنه فرکانس
اولین قدم برای طراحی یک باند - Stop Bibo Filter ، تعریف دقیق دامنه فرکانس مورد نیاز برای ضعیف شدن است. این به عنوان The Stop - Band شناخته می شود. باند متوقف شده با فرکانس های برش تحتانی و فوقانی آن ($ f_ {l} $ و $ f_ {h} $) مشخص می شود. به عنوان مثال ، در یک سیستم ارتباطی رادیویی ، ممکن است یک باند فرکانس خاصی وجود داشته باشد که توسط یک منبع تداخل در این نزدیکی استفاده شود. فیلتر باید برای متوقف کردن این باند خاص طراحی شود.
عرض توقف - باند ($ \ delta f = f_ {h} -f_ {l} $) نیز یک پارامتر مهم است. یک توقف باریک - فیلتر باند می تواند برای طراحی چالش برانگیز تر باشد اما ممکن است در صورت نیاز به مسدود شدن طیف وسیعی از فرکانس ها ، لازم باشد. از طرف دیگر ، می توان از فیلتر باند گسترده ای استفاده کرد تا طیف وسیعی از فرکانس های مداخله را مسدود کند.
2. الزامات ضعف
میزان میرایی در توقف - باند یک بررسی مهم طراحی است. میرایی معمولاً در دسی بل (DB) اندازه گیری می شود. مقدار میرایی بالاتر به این معنی است که فیلتر در مسدود کردن فرکانس های ناخواسته مؤثر است. به عنوان مثال ، در یک سیستم اندازه گیری با دقت بالا ، یک فیلتر باند - توقف ممکن است نیاز به ضعف 60 دسی بل یا بیشتر در باند توقف داشته باشد تا از اندازه گیری های دقیق اطمینان حاصل شود.
میرایی در خارج از توقف - باند ، معروف به Pass - Band ، باید تا حد امکان کم باشد. این تضمین می کند که فرکانسهای مورد نظر می توانند بدون از دست دادن قابل توجهی از فیلتر عبور کنند. منطقه انتقال بین باند توقف و باند - باند نیز باید با دقت طراحی شود. یک منطقه انتقال تیز امکان جداسازی دقیق تر فرکانس های مسدود شده و عبور را فراهم می کند.
سفارش فیلتر
ترتیب یک فیلتر به تعداد اجزای واکنشی (سلف و خازن) مورد استفاده در طراحی آن اشاره دارد. فیلترهای سفارش بالاتر به طور کلی دامنه های میرایی تندتر در منطقه انتقال و بهتر میرایی متوقف می شوند. با این حال ، آنها همچنین تمایل دارند که پیچیده تر و گران تر باشند.
برای یک باند - Stop Bibo Filter ، سفارش فیلتر بر اساس میرایی مورد نیاز و وضوح منطقه انتقال تعیین می شود. فیلتر مرتبه دوم ممکن است برای برنامه هایی با الزامات میرایی نسبتاً کم و یک منطقه انتقال کمتر مهم باشد. در مقابل ، یک فیلتر مرتبه بالاتر ، مانند فیلتر سفارش چهارم - یا ششم - ممکن است برای برنامه هایی که در آن به انتقال بسیار تیز و میرایی زیاد نیاز است ، لازم باشد.
4. انتخاب مؤلفه
انتخاب مؤلفه ها ، مانند سلف و خازن ، تأثیر قابل توجهی در عملکرد باند دارد - Stop Bibo Filter. مقادیر این مؤلفه ها فرکانس های برش و پاسخ کلی فیلتر را تعیین می کند.
سلف ها برای به حداقل رساندن تلفات برق در فیلتر باید مقاومت کم داشته باشند. خازن ها باید از مقاومت سری معادل پایین (ESR) و پایداری بالا در درجه حرارت و زمان برخوردار باشند. تحمل اجزای نیز باید در نظر گرفته شود. تحمل محکم تر می تواند منجر به عملکرد دقیق تر فیلتر شود اما ممکن است هزینه را افزایش دهد.
علاوه بر مؤلفه های منفعل ، اجزای فعال مانند تقویت کننده های عملیاتی می توانند در فیلترهای باند فعال استفاده شوند. فیلترهای فعال می توانند مزایایی مانند افزایش بالاتر ، انزوا بهتر و امکان اجرای توابع فیلتر پیچیده را فراهم کنند. با این حال ، آنها همچنین به منبع تغذیه احتیاج دارند و ممکن است سر و صدای اضافی را معرفی کنند.
5. معیار ثبات و بی بی
به عنوان یک تامین کننده فیلتر Bibo ، اطمینان از اینکه فیلتر با معیار Bibo از اهمیت بالایی برخوردار است. یک فیلتر Bibo یکی از ورودی های محدود است که همیشه یک خروجی محدود تولید می کند. برای دستیابی به این هدف ، قطب های عملکرد انتقال فیلتر باید در سمت چپ - نیمی از هواپیمای پیچیده قرار داشته باشند.
تجزیه و تحلیل پایداری بخش اساسی فرآیند طراحی فیلتر است. این شامل محاسبه قطب ها و صفرهای عملکرد انتقال و اطمینان از آنها در مکان های مناسب است. هر قطب در سمت راست - نیمی از هواپیمای پیچیده می تواند منجر به رفتار ناپایدار مانند نوسانات یا خروجی بدون مرز شود.
6. تطبیق امپدانس
تطبیق مناسب امپدانس برای عملکرد کارآمد یک باند بسیار مهم است - Stop Filter Bibo. امپدانس های ورودی و خروجی فیلتر به ترتیب باید با امپدانس های منبع و بار مطابقت داشته باشد. این به به حداقل رساندن بازتاب ها و اطمینان از حداکثر انتقال انرژی کمک می کند.
امپدانس های ناسازگار می توانند باعث تحریف سیگنال ، کاهش عملکرد فیلتر و افزایش تلفات قدرت شوند. تطبیق امپدانس با استفاده از تکنیک هایی مانند ترانسفورماتورها ، شبکه های تطبیق یا با انتخاب دقیق مقادیر مؤلفه در طراحی فیلتر قابل دستیابی است.
7. ملاحظات زیست محیطی
محیط عملیاتی فیلتر نیز می تواند بر عملکرد آن تأثیر بگذارد. دما ، رطوبت و لرزش همه می تواند مقادیر اجزای فیلتر و در نتیجه پاسخ فیلتر را تحت تأثیر قرار دهد.
به عنوان مثال ، تغییرات دما می تواند باعث تغییر ظرفیت و مقادیر القایی شود که می تواند فرکانس های برش فیلتر را تغییر دهد. در محیط های درجه حرارت بالا ، از اجزای دارای ثبات دمای بالا باید استفاده شود. به طور مشابه ، در محیط های مرطوب ، مؤلفه هایی با مقاومت در برابر رطوبت خوب مورد نیاز است.
محدودیت های هزینه و اندازه
در بسیاری از برنامه ها ، هزینه و اندازه ملاحظات مهمی است. طراحی باند - Stop Filter Bibo باید نیازهای عملکرد را با محدودیت های هزینه و اندازه تعادل برقرار کند.
استفاده از اجزای کمتری یا اجزای کم هزینه می تواند به کاهش هزینه کلی فیلتر کمک کند. با این حال ، این ممکن است با هزینه برخی از پارامترهای عملکرد باشد. از تکنیک های مینیاتوریزاسیون ، مانند فناوری Surface - Mount (SMT) ، می توان برای کاهش اندازه فیلتر استفاده کرد.
در نتیجه ، طراحی یک باند - Stop Bibo Filter نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلف از جمله دامنه فرکانس ، الزامات میرایی ، ترتیب فیلتر ، انتخاب مؤلفه ، ثبات ، تطبیق امپدانس ، شرایط محیطی و محدودیت های هزینه و اندازه دارد. در شرکت ما ، ما تخصص و تجربه ای برای طراحی و ساخت باند با کیفیت بالا - متوقف کردن فیلترهای Bibo که نیازهای خاص مشتریان ما را برآورده می کند ، داریم. این که آیا شما برای یک برنامه اتاق تمیز به فیلتر نیاز دارید ، مانند Aسینک شستشوی اتاق تمیز، الفتست کننده نشت دستکش، یا الففیلتر HEPA، ما می توانیم یک راه حل سفارشی را در اختیار شما قرار دهیم.
اگر به گروه ما علاقه دارید - فیلترهای بی بی را متوقف کنید یا در مورد طراحی فیلتر سؤالی داشته باشید ، لطفاً برای بحث در مورد تهیه با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما هستیم تا نیازهای فیلتر خود را برآورده کنیم.
منابع
- Van Valkenburg ، M. E. (1982). تجزیه و تحلیل شبکه. Prentice-Hall.
- Sedra ، AS ، & Smith ، KC (2015). مدارهای میکروالکترونیک. انتشارات دانشگاه آکسفورد.
- Hayt ، WH ، Kemmerly ، JE ، & Durbin ، SM (2012). تجزیه و تحلیل مدار مهندسی. مک گرا - هیل.