हाई-पास और लो पास फ़िल्टर सर्किट को जल्दी से कैसे डिज़ाइन करें

इस पोस्ट में हम सीखते हैं कि कैसे जटिल सिमुलेशन और गणनाओं के झंझटों से गुजरे बिना हाई फिल्टर और कम पास फिल्टर सर्किट जैसे ऑडियो फ़िल्टर सर्किट को डिज़ाइन किया जाए। प्रस्तुत डिज़ाइन केवल वांछित विशिष्ट आवृत्ति बैंड के लिए फ़िल्टर सर्किट बनाने में सक्षम होंगे और अन्य सभी अवांछित आवृत्तियों को अवरुद्ध करेंगे।

क्या है हाई पास फिल्टर

जैसा कि नाम से पता चलता है कि एक उच्च-पास फिल्टर सर्किट को एक विशेष चयनित आवृत्ति के नीचे सभी आवृत्तियों को आकर्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इस सीमा के ऊपर सभी आवृत्तियों को पास या अनुमति देता है। सिद्धांत एक कम-पास फिल्टर सर्किट के विपरीत है।

कट-ऑफ रेंज आम तौर पर अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति रेंज (kHz में) पर होती है,

निम्न उच्च पास फिल्टर प्रतिक्रिया ग्राफ तरंग छवि को दर्शाता है कि आवृत्ति के घटने के दौरान चयनित कट-ऑफ थ्रेशोल्ड के नीचे की सभी आवृत्तियों को धीरे-धीरे कैसे रोका या अवरुद्ध किया जाता है।

निम्न दो छवियों को मानक उच्च-पास फिल्टर सर्किट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, जहां पहले एक को दोहरी आपूर्ति के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि दूसरा एकल आपूर्ति के साथ संचालित करने के लिए निर्दिष्ट है।

उपरोक्त दोनों विन्यासों में, opamp केंद्रीय प्रसंस्करण सक्रिय घटक बनाता है, जबकि संबंधित प्रतिरोधों और कैपेसिटर को opamp के इनपुट पिंस के पार वायर्ड किया जाता है, जो इन के मूल्यों के आधार पर उच्च-पास फ़िल्टर कट-ऑफ़ पॉइंट निर्धारित करने के लिए पेश किए जाते हैं। निष्क्रिय घटकों की गणना उपयोगकर्ताओं के विनिर्देशों या आवश्यकताओं के अनुसार की जाती है।

कैसे एक स्वनिर्धारित उच्च पास फिल्टर डिजाइन करने के लिए

जैसा कि प्रस्तावित है, एक उच्च-पास फिल्टर सर्किट को जल्दी से डिजाइन करने के लिए, निम्नलिखित प्रतिरोधों और बाद के चरणों का उपयोग प्रासंगिक प्रतिरोधों और कैपेसिटर की गणना के लिए किया जा सकता है।

पहले, C1 या C2 के लिए मनमाने ढंग से एक उचित मूल्य चुनें, दोनों समान हो सकते हैं।

अगला, निम्न सूत्र का उपयोग करके R1 की गणना करें:

R1 = 1 / √2 x = x C1 x आवृत्ति

यहाँ 'फ़्रीक्वेंसी' शब्द वांछित हाई-पास कट-ऑफ़ थ्रेशोल्ड को संदर्भित करता है, जिसके नीचे अन्य अवांछित आवृत्तियों को धीरे-धीरे देखने या अनदेखा करने की आवश्यकता होती है।

अंत में, निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके उपरोक्त तरीके से R2 की गणना करें:

R2 = 1/2 √2 x 1 x C1 x आवृत्ति

उच्च पास फिल्टर सर्किट के एकल आपूर्ति संस्करण को एक अन्य कैपेसिटर कॉउट को शामिल करते हुए देखा जा सकता है जो सभी महत्वपूर्ण नहीं है और सी 1 से लगभग 100 या 1000 गुना अधिक हो सकता है।

उपरोक्त चर्चाओं से पता चलता है कि कैसे कोई भी किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए उच्च-पास फिल्टर सर्किट को जल्दी से गणना और डिजाइन कर सकता है जो एक तिगुना सर्किट सर्किट हो सकता है 10 बैंड ग्राफिक तुल्यकारक या एक होम थियेटर सर्किट आदि।

कैसे कम पास फ़िल्टर काम करते हैं

जैसा कि नाम से ही पता चलता है कम पास फिल्टर सर्किट आवृत्ति के एक पसंदीदा रेंज को कम या एक वांछित कट-ऑफ थ्रेशोल्ड के पास या संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इस मान के ऊपर आवृत्तियों को धीरे-धीरे अवरुद्ध या निष्क्रिय कर दिया गया है।

आम तौर पर इस तरह के फिल्टर सर्किट बनाने के लिए ओपैंप लगाए जाते हैं, क्योंकि ओप्पैम्प्स इन अनुप्रयोगों के लिए अपनी अत्यधिक बहुमुखी विशेषताओं के कारण सबसे उपयुक्त होते हैं।

ग्राफ दिखा आवृत्ति बनाम लाभ

निम्नलिखित ग्राफ लाभ के संबंध में ठेठ कम पास फिल्टर आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदान करता है, हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि कैसे प्रतिक्रिया विशेष रूप से कट-ऑफ थ्रेशोल्ड से पिछले आवृत्ति के रूप में बढ़ती जाती है।

निम्नलिखित चित्र मानक दर्शाते हैं opamp आधारित कम पास फिल्टर सर्किट । पहले एक को दोहरी आपूर्ति द्वारा संचालित करने की आवश्यकता होती है, और दूसरा एकल आपूर्ति वोल्टेज का उपयोग करके काम करता है।

एक कस्टमाइज़्ड लो पास फ़िल्टर सर्किट डिजाइन करना

घटक आर 1, आर 2, और सी 1, सी 2 नॉन-इनवर्टिंग (+) और इनवर्टिंग (-) के साथ कॉन्फ़िगर किए गए ओपैंप के इनपुट पिनआउट्स मूल रूप से फ़िल्टर की कट-ऑफ रेंज तय करते हैं, और डिजाइन करते समय इनकी गणना आवश्यक रूप से की जाती है। सर्किट।

इन मापदंडों की गणना करने और मिनटों के भीतर एक कम पास फिल्टर सर्किट को जल्दी से डिजाइन करने के लिए, निम्न सूत्र और समझाया चरणों का उपयोग कर सकते हैं:

पहले हमें C1 खोजने की आवश्यकता है जिसे हम अपनी सुविधा के अनुसार मनमाने ढंग से चुनकर कर सकते हैं।

अगला, हम सूत्र के साथ C2 की गणना कर सकते हैं:

सी 2 = सी 1 एक्स 2

R1 और R2 समान हो सकते हैं, और निम्न सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

आर 1 या आर 2 = 1/2 /2 x C x C1 x आवृत्ति।

यहाँ 'फ़्रीक्वेंसी' वह श्रेणी है जहाँ कट-ऑफ़ ट्रांज़िशन होने की उम्मीद है, या वांछित कट-ऑफ़ रेंज।

सिंगल सप्लाई कम पास फिल्टर में दिखाए गए सिने और कॉट के मूल्य महत्वपूर्ण नहीं हैं और ये C1 के 100 से 1000 गुना कुछ भी हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि यदि आपने C1 को 0.1uF के रूप में चुना है, तो ये 10uF और 100uF आदि के बीच कहीं भी हो सकते हैं। वोल्टेज की कल्पना का उपयोग आपूर्ति वोल्टेज के दो बार होने के लिए किया जा सकता है।

प्रतिरोधक सभी 1/4 वाट रेटेड, 5% या 1% हैं।

यह बात है! .... उपरोक्त सरल तकनीक का उपयोग करके आप एक बहुत अच्छा कम पास फिल्टर जल्दी से डिजाइन कर सकते हैं और इसे एक विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए उपयोग कर सकते हैं जिसमें एक उच्च बास संगीत सर्किट शामिल हो सकता है, सक्रिय वक्ता नेटवर्क पर पार या एक होम थिएटर सिस्टम आदि।

अधिक जानकारी: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing