고역 통과 필터

고역 통과 필터의 작업은 저역 통과 필터의 정반대입니다. 즉, 고주파수 신호는 쉽게 통과시키고 저주파 신호에는 어려운 통과를 제공하는 것입니다. 예상할 수 있듯이 고역 통과 필터의 유도성(아래 그림) 및 용량성(아래 그림) 버전은 각각의 저역 통과 필터 설계와 정반대입니다.

용량성 고역 통과 필터.

커패시터의 임피던스

커패시터의 임피던스(위 그림)는 주파수가 감소함에 따라 증가합니다. (아래 그림) 직렬로 연결된 이 높은 임피던스는 저주파 신호가 부하에 도달하는 것을 차단하는 경향이 있습니다.

용량성 고역통과 필터 v1 1 0 ac 1 죄 c1 1 2 0.5u 로드 2 0 1k .ac lin 20 1 200 .plot ac v(2) .끝 

용량성 고역 통과 필터의 응답은 주파수에 따라 증가합니다.

유도성 고역 통과 필터.

인덕터의 임피던스

인덕터의 임피던스(위 그림)는 주파수가 감소함에 따라 감소합니다. (아래 그림) 병렬로 연결된 이 낮은 임피던스는 저주파 신호가 부하 저항기에 도달하는 것을 단락시키는 경향이 있습니다. 결과적으로 대부분의 전압은 직렬 저항 R1에서 떨어집니다.

유도성 고역통과 필터 v1 1 0 ac 1 죄 r1 1 2 200 l1 2 0 100m 로드 2 0 1k .ac lin 20 1 200 .plot ac v(2) .끝 

유도성 고역 통과 필터의 응답은 주파수에 따라 증가합니다.

이번에는 용량성 설계가 가장 단순하여 부하 이상에서 단 하나의 구성 요소만 필요합니다. 그리고 다시, 인덕터에 비해 커패시터의 반응성 순도는 필터 설계, 특히 고주파수가 일반적으로 표피 효과 및 전자기 코어 손실로 인해 인덕터가 이상하게 동작하게 하는 고역 통과 필터에서 사용하는 것을 선호하는 경향이 있습니다.

차단 주파수

저역 통과 필터와 마찬가지로 고역 통과 필터에는 정격 차단 주파수가 있습니다. , 그 이상에서는 출력 전압이 입력 전압의 70.7% 이상으로 증가합니다. 용량성 저역 통과 필터 회로의 경우와 마찬가지로 용량성 고역 통과 필터의 차단 주파수는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있습니다.

예제 회로에서는 부하 저항 외에 저항이 없으므로 공식에서 R의 값입니다.

하이패스 필터 적용

스테레오 시스템을 실제 예로 사용하면 트위터(고음) 스피커와 직렬로 연결된 커패시터가 고역 통과 필터 역할을 하여 저주파 저음 신호에 고임피던스를 부여하여 전력 낭비를 방지합니다. 스피커는 이러한 소리를 재생하는 데 비효율적입니다.

같은 방식으로 우퍼(저음) 스피커와 직렬로 연결된 인덕터는 특정 스피커가 재생하도록 설계된 저주파에 대한 저역 통과 필터 역할을 합니다.

이 간단한 예제 회로에서 미드레인지 스피커는 스테레오 출력의 전체 주파수 스펙트럼에 영향을 받습니다. 더 정교한 필터 네트워크가 때때로 사용되지만 이것이 일반적인 아이디어를 제공할 것입니다.

또한 이 스테레오 시스템에서 하나의 채널(왼쪽 또는 오른쪽)만 보여주고 있음을 명심하십시오. 실제 스테레오에는 6개의 스피커(우퍼 2개, 중음역 2개, 트위터 2개)가 있습니다.

고역 통과 필터는 고주파수를 트위터로 라우팅하고 저역 통과 필터는 저역을 우퍼로 라우팅합니다.

더 나은 성능을 위해 저주파 또는 고주파 신호 전력이 낭비되지 않도록 저음(저음)과 고음(고음) 사이의 주파수를 미드레인지 스피커로 전달할 수 있는 일종의 필터 회로를 원할 수 있습니다. 이러한 소리를 효율적으로 재생할 수 없는 스피커에서.

우리가 찾는 것은 대역 통과입니다. 다음 섹션의 주제인 필터입니다.

검토:

<울>

고역 통과 필터를 사용하면 소스에서 부하로 고주파수 신호를 쉽게 통과시키고 저주파 신호는 어렵게 통과할 수 있습니다.

용량성 고역 통과 필터는 부하와 직렬로 커패시터를 삽입합니다. 유도성 고역 통과 필터는 저항을 직렬로 삽입하고 인덕터를 부하와 병렬로 삽입합니다. 전자의 필터 설계는 원치 않는 주파수 신호를 "차단"하려고 시도하는 반면 후자는 이를 단락시키려고 합니다.

차단 주파수 고역 통과 필터의 경우 출력(부하) 전압이 입력(소스) 전압의 70.7%와 동일한 주파수입니다. 차단 주파수 이상에서 출력 전압은 입력의 70.7%보다 크며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

관련 워크시트:

<울>

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수동 필터 회로 워크시트