Με απλά λόγια, το φιλτράρισμα αναφέρεται στην επεξεργασία ενός σήματος. Διέρχεται επιλεκτικά ή καταστέλλει σήματα συγκεκριμένων συχνοτήτων, τροποποιώντας έτσι τα χαρακτηριστικά του φάσματος συχνοτήτων του σήματος.

Μπορούμε να δούμε ένα φίλτρο ως επιλογέα συχνοτήτων. Διατηρεί συνιστώσες σήματος εντός ορισμένων εύρους συχνοτήτων και αφαιρεί συνιστώσες άλλων συχνοτήτων.

Οι λειτουργίες του περιλαμβάνουν την αφαίρεση θορύβου, την εξομάλυνση του σήματος, την εξαγωγή χρήσιμων σημάτων και άλλα.

Η έννοια του φιλτραρίσματος προέρχεται από τη θεωρία επικοινωνιών. Περιγράφει μια τεχνική για την εξαγωγή χρήσιμων σημάτων από ληφθέντα σήματα που περιέχουν παρεμβολές. Το ληφθέν σήμα είναι ισοδύναμο με μια παρατηρούμενη τυχαία διαδικασία, ενώ το χρήσιμο σήμα αντιστοιχεί στην εκτιμώμενη τυχαία διαδικασία. Για παράδειγμα, όταν ένα ραντάρ παρακολουθεί ένα αεροσκάφος, τα μετρούμενα δεδομένα θέσης του αεροσκάφους περιέχουν σφάλματα μέτρησης και άλλες τυχαίες παρεμβολές.

Το φιλτράρισμα είναι μια βασική έννοια στην επεξεργασία σημάτων και χωρίζεται σε κλασικό φιλτράρισμα και σύγχρονο φιλτράρισμα.

Το κλασικό φιλτράρισμα είναι μια μηχανική έννοια που προέρχεται από την ανάλυση και τις μετασχηματισμούς Fourier. Σύμφωνα με προηγμένη μαθηματική θεωρία, οποιοδήποτε σήμα πληροί ορισμένες προϋποθέσεις μπορεί να αναλυθεί σε άπειρα πολλά υπέρθετα ημιτονοειδή κύματα. Με άλλα λόγια, τα μηχανικά σήματα σχηματίζονται από την υπέρθεση ημιτονοειδών κυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων. Τα ημιτονοειδή κύματα διαφορετικών συχνοτήτων που συνθέτουν ένα σύνθετο σήμα ονομάζονται συνιστώσες συχνότητας ή αρμονικές συνιστώσες.

Το σύγχρονο φιλτράρισμα χρησιμοποιεί αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα για να φιλτράρει αναλογικά σήματα. Η βασική του αρχή αξιοποιεί τα χαρακτηριστικά συχνότητας του κυκλώματος για να επιλέξει συνιστώσες συχνότητας εντός ενός σήματος. Κατά το φιλτράρισμα κατά συχνότητα, το σήμα αντιμετωπίζεται ως αναλογικό σήμα που αποτελείται από υπέρθετα ημιτονοειδή κύματα διαφορετικών συχνοτήτων. Επιτυγχάνουμε φιλτράρισμα σήματος επιλέγοντας διαφορετικές συνιστώσες συχνότητας.

Στην ηλεκτρονική μηχανική, το φιλτράρισμα εφαρμόζεται ευρέως στην επεξεργασία σημάτων, το σχεδιασμό κυκλωμάτων και τις επικοινωνίες. Μπορεί να υλοποιηθεί προσαρμόζοντας τις παραμέτρους των εξαρτημάτων του κυκλώματος ή προσθέτοντας αποκλειστικά κυκλώματα. Στην ψηφιακή επεξεργασία σημάτων, το φιλτράρισμα μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί μέσω λογισμικού.

Το φιλτράρισμα είναι η λειτουργία φιλτραρίσματος συγκεκριμένων ζωνών συχνοτήτων ενός σήματος. Είναι ένα κρίσιμο μέτρο για την καταστολή και την πρόληψη παρεμβολών. Το φιλτράρισμα κατηγοριοποιείται σε κλασικό φιλτράρισμα και σύγχρονο φιλτράρισμα.

Το φιλτράρισμα είναι η λειτουργία φιλτραρίσματος συγκεκριμένων ζωνών συχνοτήτων ενός σήματος. Είναι ένα κρίσιμο μέτρο για την καταστολή και την πρόληψη παρεμβολών. Είναι μια θεωρία πιθανοτήτων και μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση άλλων σχετικών τυχαίων διαδικασιών με βάση παρατηρήσεις αποτελεσμάτων τυχαίων διαδικασιών.

Πράγματι, οι πυκνωτές φίλτρου μπορούν να μειώσουν την αντίσταση AC μιας τροφοδοσίας. Η προσθήκη ενός πυκνωτή στην έξοδο της τροφοδοσίας παρέχει το ρεύμα που αυξάνεται και πρέπει να διατηρηθεί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Ο πυκνωτής μειώνει αμέσως το ρεύμα και αντιστρέφει το αποθηκευμένο ρεύμα για να φορτίσει τον εαυτό του. Κατά τη διάρκεια αυτών των σύντομων περιόδων, το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος ανταλλάσσεται απευθείας εντός του πυκνωτή αντί να περνά μέσα από την εσωτερική αντίσταση της τροφοδοσίας, γεγονός που μειώνει την αντίσταση AC της τροφοδοσίας.

Ακριβώς έτσι λειτουργεί. Δεδομένου ότι οι τροφοδοσίες έχουν εσωτερική αντίσταση και οι γραμμές μετάδοσης έχουν επίσης αντίσταση, οι αρθρωτοί πυκνωτές επιτρέπουν σε μέρος του στιγμιαία μεταβαλλόμενου ρεύματος να ανταλλάσσεται απευθείας στον πυκνωτή. Αυτό μειώνει το μέγεθος των διακυμάνσεων του ρεύματος στο κύκλωμα, γεγονός που βοηθά στην τροφοδοσία του IC.

Από αυτή την άποψη, για μια ιδανική τροφοδοσία, η ικανότητα απομόνωσης δεν μπορεί να αγνοηθεί, καθώς τα καλώδια δεν είναι τέλεια.

Στην πραγματικότητα, όλες οι πηγές ενέργειας έχουν ικανότητα πρόωσης. Όσο ικανοποιείται η ικανότητα κίνησης, η ισχύς εξόδου θα παραμένει σχετικά σταθερή. Οι απαιτήσεις ισχύος εξόδου επιβάλλουν επίσης ορισμένα όρια στην εσωτερική αντίσταση, και αυτές οι απαιτήσεις ποικίλλουν. Η εσωτερική αντίσταση αναπόφευκτα δημιουργεί πτώση τάσης. Μια ρυθμιζόμενη τροφοδοσία μπορεί θεωρητικά να παρέχει σταθερή ονομαστική ισχύ εξόδου εντός του εύρους ισχύος εξόδου της χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα ελέγχου κλειστού βρόχου.

Η λεγόμενη μείωση της αντίστασης AC στοχεύει κυρίως την αντίσταση AC υψηλής συχνότητας. Ακόμη και αν η τροφοδοσία κλειστού βρόχου είναι απενεργοποιημένη, υπάρχουν απαιτήσεις για ταχύτητα απόκρισης και απόκριση. Δεν μπορεί να παρακολουθεί άμεσα τις αλλαγές του ρεύματος φορτίου, οδηγώντας σε διακυμάνσεις τάσης. Η προσθήκη πυκνωτών μειώνει τις στιγμιαίες αλλαγές στο εσωτερικό ρεύμα της τροφοδοσίας και τροποποιεί τα χαρακτηριστικά της τροφοδοσίας.

Όταν χρησιμοποιούμε μια φιλτραρισμένη τροφοδοσία, έχουμε συζητήσει τη μείωση της αντίστασης AC. Στην πράξη, η μείωση του κυματισμού στο ακροδέκτη εξόδου είναι πιο σημαντική. Για ξηρές μπαταρίες, η έξοδος δεν παράγει κυματισμό και το φιλτράρισμα δεν είναι απαραίτητο.

Ωστόσο, για πολύπλοκα κυκλώματα, η προσθήκη πυκνωτών είναι απαραίτητη για τη μείωση της αντίστασης AC, ειδικά κοντά στους ακροδέκτες τροφοδοσίας IC.

Τα κυκλώματα φίλτρου αφαιρούν τις συνιστώσες AC από μικτά σήματα AC και DC.

Η ισχύς AC γίνεται παλμική DC μετά την ανόρθωση. Αυτός ο τύπος τροφοδοσίας DC περιέχει μεγάλο κυματισμό AC και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως τροφοδοσία για ηλεκτρονικά κυκλώματα. Ένα κύκλωμα φίλτρου μπορεί να μειώσει σημαντικά τέτοιες συνιστώσες κυματισμού AC και να εξομαλύνει την κυματομορφή τάσης ανόρθωσης.

Λέξεις-κλειδιά

φιλτράρισμα τροφοδοσίας, κύκλωμα φίλτρου DC, μείωση κυματισμού, φίλτρο EMI, πυκνωτής φίλτρου, παλμική DC, καταστολή θορύβου, θόρυβος τροφοδοσίας, φιλτράρισμα σήματος, φίλτρο EMC