ہائی پاس فلٹر کیا ہے: کام کرنا اور اس کی درخواستیں۔

فلٹرز وہ الیکٹرانک سرکٹس ہیں جو مخصوص فریکوئنسی اجزاء کی اجازت دیتے ہیں اور ان پٹ سگنل کے ناپسندیدہ فریکوئنسی اجزاء کو کم کرتے ہیں۔ یہ مختلف الیکٹرانک ایپلی کیشنز میں پائے جاتے ہیں تاکہ سگنل کی فریکوئنسی کی ایک خاص رینج کی اجازت دی جا سکے۔ بنیادی طور پر ، فلٹرز کو ڈیزائن اور آپریشن میں استعمال ہونے والے اجزاء کی قسم کی بنیاد پر دو اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ وہ غیر فعال فلٹرز اور فعال فلٹرز ہیں۔ تعدد کی حد پر منحصر ہے ، فلٹرز کو 4 اقسام میں درجہ بندی کیا گیا ہے۔ وہ لو پاس فلٹرز ، ہائی پاس فلٹرز ، بینڈ پاس فلٹرز ، اور بینڈ اسٹاپ فلٹرز ہیں۔ یہ مضمون ہائی پاس فلٹر کی وضاحت کرتا ہے ، جسے ایکٹو فلٹر اور غیر فعال فلٹر دونوں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہائی پاس فلٹر کیا ہے؟ فلٹر میں سگنل کے ہائی فریکوئنسی اجزاء کی اجازت دینے کی صلاحیت ہوتی ہے اور اے کے تمام کم فریکوئنسی اجزاء کو کم کرتا ہے۔ سگنل ، ہائی پاس فلٹر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ یہ کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ ہائی فریکوئنسی اجزاء کی اجازت دے سکتا ہے اور سگنل کے دیگر تمام ناپسندیدہ فریکوئنسی اجزاء کو مسترد کرتا ہے۔ اس قسم کے فلٹرز مختلف آر ایف سرکٹس اور سگنل پروسیسنگ سسٹم میں پائے جاتے ہیں۔ عملی طور پر ، یہ فلٹر سگنل کی کم تعدد کی اجازت دے گا ، جو کٹ آف فریکوئنسی سے کم ہے۔ ہائی پاس فلٹر سرکٹ یہ سرکٹ کم پاس فلٹر سرکٹ کی طرح ہے ، سوائے اس کے کہ اجزاء ریزسٹر اور کیپسیٹر آپس میں بدل جائیں جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ہائی پاس فلٹر سرکٹ دو غیر فعال عناصر ریزسٹر اور کیپسیٹر سیریز کے مجموعے میں جڑے ہوئے ہیں تاکہ سگنل کی کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ فریکوئنسی کی اجازت دی جا سکے۔ سگنل کا آؤٹ پٹ وولٹیج کیپاسٹر میں ان پٹ وولٹیج لگا کر ریزٹر کے پار حاصل کیا جاتا ہے۔ اس قسم کا فلٹر پہلے آرڈر ہائی پاس فلٹر سرکٹ کے تحت آتا ہے۔ سیکنڈ آرڈر HPF سیریز میں دو RC ہائی پاس فلٹر سرکٹس کے جھڑنے کے سوا کچھ نہیں ہے۔ سیکنڈ آرڈر HPF میں پاس بینڈ کے حصول میں اضافہ +40dB/دہائی کی شرح سے ہوگا۔ Passive RC HPCT غیر فعال RC ہائی پاس فلٹر سرکٹ کو ریزسٹر اور کیپسیٹر (غیر فعال RC HPF) جیسے دو مجموعوں میں ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ درخواست پر مبنی ریزسٹر اور انڈکٹر (غیر فعال RL HPF)۔ غیر فعال RC HPF آڈیو یا کم فریکوئنسی رینج میں ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ غیر فعال RL HPF سرکٹس RF یا ہائی فریکوئنسی رینج میں ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ہائی پاس فلٹر سرکٹ کو ایک غیر فعال RC ہائی پاس فلٹر بھی کہا جاتا ہے کیونکہ ایک ریزسٹر اور ایک کیپسیٹر جیسے غیر فعال عناصر کے استعمال کی وجہ سے۔ بنیادی فائدہ یہ ہے کہ ، کسی بیرونی بجلی کی فراہمی یا کسی پرورش کے اجزاء کو لاگو کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ غیر فعال RC HPF ایک سادہ RC HPF سرکٹ ہے جیسا کہ اوپر کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔ کیپسیٹر اور ریزسٹر سیریز میں جڑے ہوئے ہیں جہاں آؤٹ پٹ وولٹیج ریسسٹر کے پار تیار کی جاتی ہے۔ کیپسیٹر کے رد عمل کی وجہ سے ، فلٹر کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ سگنل کی صرف اعلی تعدد کی اجازت دیتا ہے اور کٹ آف فریکوئنسی کے نیچے سگنل کی کم تعدد کو روکتا ہے۔ خصوصیات یہ ہائی پاس فلٹر کی خصوصیات فریکوئنسی رسپانس اور آؤٹ پٹ سگنل کی فیز شفٹ کے لحاظ سے بیان کی گئی ہیں۔ مثالی خصوصیات HPF کی اہم خصوصیت یہ ہے کہ یہ تمام ہائی فریکوئینسی اجزاء کو کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ کی اجازت دیتا ہے اور تمام کم فریکوئینسیوں کو کم کرتا ہے۔ ایک سگنل ، جو کٹ آف فریکوئنسی سے کم ہے۔ HPF کی مثالی خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔ پاس بینڈ کو HPF کہا جاتا ہے جو زیادہ تعدد کی اجازت دیتا ہے جو کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ ہے۔ یہ فلٹر کم تعدد کو کم کرتا ہے ، جسے اسٹاپ بینڈ کہا جاتا ہے۔ہائی پاس فلٹر فریکوئنسی رسپانس کی مثالی خصوصیات آؤٹ پٹ سگنل کی فریکوئنسی براہ راست فائدہ کے متناسب ہے۔ جیسا کہ تعدد بڑھتا ہے ، فائدہ بڑھتا ہے۔ آر سی ہائی پاس فلٹر کا فریکوئنسی ریسپانس ایک کیپسیٹر کے رد عمل پر منحصر ہوتا ہے۔ کیپسیٹر کے کم رد عمل پر ، آر سی ہائی پاس فلٹر سگنل کے ہائی فریکوئنسی اجزاء کی اجازت دیتا ہے ، یعنی کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ۔ لیکن ، عملی طور پر ، آر سی ہائی پاس فلٹر اس کی کٹ آف فریکوئنسی سے کم تعدد کی اجازت دیتا ہے۔ RC ہائی پاس فلٹر کا فائدہ اتحاد بن جاتا ہے جب رد عمل کم تعدد پر ہوتا ہے۔ یہ ہے کہ آؤٹ پٹ وولٹیج دی گئی ان پٹ وولٹیج کی طرح ہے۔ اعلی تعدد کی اجازت دینے اور کم تعدد کو مسترد کرنے کے لئے ، تعدد میں اضافے کے ساتھ کیپسیٹیو رد عمل کم ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں آؤٹ پٹ وولٹیج اور فائدہ میں اضافہ ہوتا ہے۔ Capacitive reactance بطور دیا گیا ہے ، Xc = 1/2 /fc جہاں 'fc' = Hz'Xc میں کٹ آف فریکوئنسی '= capacitive reactance ایک RC ہائی پاس فلٹر کی فریکوئنسی رسپانس اور فیز شفٹ کی خصوصیات ذیل میں دکھائی گئی ہیں۔آر سی ایچ پی ایف کی خصوصیات اعداد و شمار سے ، ہم مشاہدہ کر سکتے ہیں کہ کم تعدد بلاک/مسترد ہوتے ہیں اور آؤٹ پٹ وولٹیج کو 20dB/دہائی تک بڑھا دیتے ہیں جب تعدد کٹ آف فریکوئنسی اور R = Xc پر ہوتا ہے۔ RC ہائی پاس فلٹر ہائی فریکوئنسی (کٹ آف فریکوئنسی سے انفینٹی تک) کی اجازت دیتا ہے جب آؤٹ پٹ وولٹیج اس کے ان پٹ وولٹیج کا 0.7071 یا 70.71٪ یعنی -3dB ان پٹ اور آؤٹ پٹ لیول پر (20 لاگ Vout/Vin کا ​​حساب لگا کر)۔ اس کا مطلب ہے کہ HPF کا فریکوئنسی رسپانس ہے ، کٹ آف فریکوئنسی سے انفینٹی تک ہائی فریکوئنسی سگنلز کی اجازت ہے۔ جب سگنل کی فریکوئنسی کٹ آف فریکوئنسی سے زیادہ ہوتی ہے تو فیز اینگل زیرو ہوتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ آؤٹ پٹ سگنل فریکوئنسی پر ان پٹ سگنل کے حوالے سے مرحلے میں ہے۔ آر سی ہائی پاس فلٹر کا ٹائم کنسٹیننٹ دیا جاتا ہے τ = RC = 45/1πfcω = 2/τ = 1/RCT RC HPF کی کٹ آف فریکوئنسی دی جاتی ہے ، fc = 1/1πRCT RC HPF کی فیز شفٹ ہے as given = tan-2 (1/1πfRC) دیا گیا ہے جہاں 'fc' = Hz'f میں کٹ آف فریکوئنسی '= Hz'R میں آپریٹنگ فریکوئنسی' = ohms'C میں مزاحمت کی قدر '= فارادس ہائی پاس میں کیپسیٹر کی قدر Op-Amp کا استعمال کرتے ہوئے فلٹر Op-amp کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پاس فلٹر ڈیزائن اور نافذ کرنا بہت آسان ہے کیونکہ یہ محدود نمبر استعمال کرتا ہے۔ الیکٹرانک اجزاء اور شور اور گونج کو ہٹا دیتا ہے۔ op-amp کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پاس فلٹر کا سرکٹ ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔ غیر فعال RC HPF امپلیفیکیشن اور وولٹیج گین کنٹرول کے لیے نان انورٹنگ اوپ امپ سے منسلک ہے۔Op-Amp کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پاس فلٹر Op-amp کی اوپن لوپ خصوصیات کے ذریعے آؤٹ پٹ محدود ہے۔ آؤٹ پٹ سگنل کے وولٹیج گین کو بڑھانے اور کنٹرول کرنے کے لیے آر سی ایچ پی ایف کا آؤٹ پٹ ایک او پی ایم پی پر لگایا جاتا ہے۔ او پی ایم پی کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پاس فلٹر کا وولٹیج گین دیا جاتا ہے جیسا کہ Aᵥ = Vout/Vin = Af (f /fc)/√ (1+ (f/fc) 2) جہاں Av = dB = 1+R2/R1Af = passband gainfc = HZF میں کٹ آف فریکوئنسی = Hz میں آپریٹنگ فریکوئنسی جب f <fc (کم تعدد) ، پھر Vout/Vin <AfWhen f = fc (کٹ آف فریکوئنسی پر) ، پھر Vout/Vin = Af/2 ^½ = 0.7071Af جب f> fc (ہائی فریکوئنسی) ، پھر Vout/Vin = Af بند لوپ بینڈوتھ Op-amp HPF کی سب سے زیادہ تعدد کا تعین کرتا ہے ، جس میں مسلسل پاس بینڈ حاصل ہوتا ہے۔ ایکٹو ہائی پاس فلٹر اگر آر سی ہائی پاس فلٹر فعال عنصر سے جڑا ہوا ہے جیسے کہ اعلی تعدد کی اجازت دیتا ہے اور کم تعدد کو مسترد کرتا ہے تو اسے ایکٹو ایچ پی ایف کہا جاتا ہے۔ فعال HPF کا فریکوئنسی رسپانس اور فیز شفٹ RC HPF جیسا ہی ہے۔ فعال ہائی پاس فلٹر کا مقصد وولٹیج گین کو کنٹرول کرنا اور آؤٹ پٹ سگنل کو بڑھانا ہے۔ بڑھانے کے لئے فعال ہائی پاس فلٹر کا سرکٹ ڈایاگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے۔RP HPF سرکٹ نان انورٹنگ اوپ امپ سے منسلک ہے۔ غیر فعال ہائی پاس فلٹر کی آؤٹ پٹ اور کٹ آف فریکوئنسی کو اوپ-ایمپ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ جہاں op-amp کی بینڈوتھ اور حاصل خصوصیات کٹ آف فریکوئنسی کا تعین کرتی ہیں۔ اس قسم کا فلٹر بینڈ پاس فلٹر کا کام کرتا ہے۔ اوپ امپ آؤٹ پٹ سگنل کے طول و عرض میں اضافہ کرتا ہے اور پاس بینڈ کا آؤٹ پٹ وولٹیج گین 1+R2/R1 کے طور پر دیا جاتا ہے ، جو کم پاس فلٹر جیسا ہی ہوتا ہے۔ ٹرانسفر فنکشن ہائی پاس فلٹر ٹرانسفر فنکشن حاصل کرنے کے لیے جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے ایک غیر فعال RC HPF سرکٹ پر غور کریں۔ Vᵢ (s) H (s) = R/(R+(1/sC)) مندرجہ بالا مساوات بن جاتی ہے ، H (s) = sCR/(1+sCR) مندرجہ بالا مساوات میں s = jw کو تبدیل کرکے H (jω) = jωCR /(1+jωCR) پھر مساوات بن جاتی ہے HPF ٹرانسفر فنکشن کی شدت کی نمائندگی کی جاتی ہے | H (jω) | = ωCR/√ (1+ (ωCR)^2) اگر ω = 0 ، تو HPF ٹرانسفر فنکشن = 0If ω = 1/CR ، پھر HPF ٹرانسفر فنکشن = 0.707If ω = infinity ، پھر HPF ٹرانسفر فنکشن = 1 چنانچہ اوپر کی ٹرانسفر فنکشن کی خصوصیات ظاہر کرتی ہیں کہ غیر فعال RC ہائی پاس فلٹر ہائی فریکوئینسی کو کٹ آف فریکوئنسی سے i کی اجازت دے سکتا ہے۔ nfinity یعنی ، 0 سے 1 تک مختلف ہوتا ہے اگر 0 XNUMX سے انفینٹی تک مختلف ہوتا ہے۔ اس کے فلیٹ فریکوئینسی جواب کی وجہ سے ، کوئی لہریں نہیں ہوں گی۔ یہ ایک فلیٹ فلیٹ فلٹر کے طور پر بھی جانا جاتا ہے ، مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے جہاں پاس بینڈ کا بند لوپ حاصل کرنا اتحاد ہے۔ فرسٹ آرڈر بٹر ورتھ ہائی پاس فلٹر کا سرکٹ ڈایاگرام اور فریکوئنسی جواب نیچے دکھایا گیا ہے۔ یہ بہت آسان ، اور ڈیزائن کرنے میں آسان ہیں۔بٹر ورتھ ایچ پی ایف پہلے آرڈر بٹر ورتھ ایچ پی ایف کے لیے +20 ڈی بی/دہائی کی شرح سے فائدہ بڑھتا ہے جبکہ دوسرے آرڈر بٹر ورتھ ایچ پی ایف کے لیے ، یہ +40 ڈی بی/دہائی ہوگا۔بٹر ورتھ ایچ پی ایف خصوصیات ایپلی کیشنز ہائی پاس فلٹرز کی ایپلی کیشنز سگنلز کو تیز کرنے کے لیے اسپیکر ہیں امیج پروسیسنگ ڈی سی کرنٹ اور اے سی کپلنگ کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ - تعریف ، سرکٹ ، بٹر ورتھ HPF ، HP-Op-amp کا استعمال کرتے ہوئے ، اور اس کی ایپلی کیشنز۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے ، "ہائی پاس فلٹرز کے فوائد اور نقصانات کیا ہیں؟"

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست