به طور خلاصه، فیلترینگ به پردازش یک سیگنال اشاره دارد. این کار به طور انتخابی سیگنال‌های فرکانس‌های خاص را عبور داده یا سرکوب می‌کند و در نتیجه مشخصات طیف فرکانسی سیگنال را تغییر می‌دهد.

ما می‌توانیم یک فیلتر را به عنوان یک انتخابگر فرکانس در نظر بگیریم. این فیلتر اجزای سیگنال را در محدوده‌های فرکانسی خاص حفظ کرده و اجزای فرکانس‌های دیگر را حذف می‌کند.

عملکردهای آن شامل حذف نویز، هموارسازی سیگنال، استخراج سیگنال‌های مفید و موارد دیگر است.

مفهوم فیلترینگ از نظریه ارتباطات نشأت می‌گیرد. این مفهوم تکنیکی را برای استخراج سیگنال‌های مفید از سیگنال‌های دریافتی که حاوی تداخل هستند، توصیف می‌کند. سیگنال دریافتی معادل یک فرآیند تصادفی مشاهده شده است، در حالی که سیگنال مفید متناظر با فرآیند تصادفی تخمین زده شده است. به عنوان مثال، هنگامی که رادار یک هواپیما را ردیابی می‌کند، داده‌های موقعیت هواپیمای اندازه‌گیری شده حاوی خطاهای اندازه‌گیری و سایر تداخل‌های تصادفی است.

فیلترینگ یک مفهوم اصلی در پردازش سیگنال است و به فیلترینگ کلاسیک و فیلترینگ مدرن تقسیم می‌شود.

فیلترینگ کلاسیک یک مفهوم مهندسی است که از تحلیل فوریه و تبدیل‌ها مشتق شده است. بر اساس نظریه پیشرفته ریاضی، هر سیگنالی که شرایط خاصی را برآورده کند، می‌تواند به تعداد بی‌نهایت موج سینوسی سوپرایموز شده تجزیه شود. به عبارت دیگر، سیگنال‌های مهندسی از سوپرایموز شدن امواج سینوسی با فرکانس‌های مختلف تشکیل شده‌اند. اجزای موج سینوسی با فرکانس‌های مختلف که یک سیگنال ترکیبی را تشکیل می‌دهند، اجزای فرکانسی یا اجزای هارمونیک آن نامیده می‌شوند.

فیلترینگ مدرن از مدارهای الکترونیکی آنالوگ برای فیلتر کردن سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌کند. اصل اساسی آن بهره‌گیری از مشخصات فرکانسی مدار برای انتخاب اجزای فرکانسی درون یک سیگنال است. هنگام فیلتر کردن بر اساس فرکانس، سیگنال به عنوان یک سیگنال آنالوگ متشکل از امواج سینوسی سوپرایموز شده با فرکانس‌های مختلف در نظر گرفته می‌شود. ما با انتخاب اجزای فرکانسی مختلف به فیلتر کردن سیگنال دست می‌یابیم.

در مهندسی الکترونیک، فیلترینگ به طور گسترده در پردازش سیگنال، طراحی مدار و ارتباطات کاربرد دارد. این کار را می‌توان با تنظیم پارامترهای اجزای مدار یا افزودن مدارهای اختصاصی پیاده‌سازی کرد. در پردازش سیگنال دیجیتال، فیلترینگ را می‌توان از طریق نرم‌افزار نیز انجام داد.

فیلترینگ عملیات فیلتر کردن باندهای فرکانسی خاص یک سیگنال است. این یک اقدام حیاتی برای سرکوب و جلوگیری از تداخل است. فیلترینگ به فیلترینگ کلاسیک و فیلترینگ مدرن تقسیم می‌شود.

فیلترینگ عملیات فیلتر کردن باندهای فرکانسی خاص یک سیگنال است. این یک اقدام حیاتی برای سرکوب و جلوگیری از تداخل است. این یک نظریه احتمال و روشی است که برای ارزیابی سایر فرآیندهای تصادفی مرتبط بر اساس مشاهدات نتایج فرآیند تصادفی استفاده می‌شود.

در واقع، خازن‌های فیلتر می‌توانند مقاومت AC یک منبع تغذیه را کاهش دهند. افزودن یک خازن در خروجی منبع تغذیه، جریانی را که افزایش می‌یابد و باید در مدت زمان بسیار کوتاهی حفظ شود، فراهم می‌کند. خازن بلافاصله جریان را کاهش داده و جریان ذخیره شده را برای شارژ خود معکوس می‌کند. در طول این دوره‌های کوتاه، بیشتر جریان مستقیماً در داخل خازن مبادله می‌شود به جای اینکه از مقاومت داخلی منبع تغذیه عبور کند، که مقاومت AC منبع تغذیه را کاهش می‌دهد.

این دقیقاً نحوه کار آن است. از آنجایی که منابع تغذیه دارای مقاومت داخلی هستند و خطوط انتقال نیز امپدانس دارند، خازن‌های مدولار اجازه می‌دهند بخشی از جریان متغیر لحظه‌ای مستقیماً روی خازن مبادله شود. این امر دامنه نوسانات جریان در مدار را کاهش می‌دهد که به تغذیه IC کمک می‌کند.

از این منظر، برای یک منبع تغذیه ایده‌آل، قابلیت ایزولاسیون را نمی‌توان نادیده گرفت، زیرا سیم‌ها کامل نیستند.

در واقع، تمام منابع تغذیه دارای قابلیت پیشرانش هستند. تا زمانی که ظرفیت درایو برآورده شود، توان خروجی نسبتاً پایدار باقی می‌ماند. الزامات توان خروجی نیز محدودیت‌های خاصی را برای مقاومت داخلی اعمال می‌کنند و این الزامات متفاوت هستند. مقاومت داخلی ناگزیر باعث افت ولتاژ می‌شود. یک منبع تغذیه رگوله شده می‌تواند به طور نظری توان خروجی نامی پایدار را در محدوده توان خروجی خود با استفاده از یک مدار کنترل حلقه بسته ارائه دهد.

کاهش مقاومت AC که به اصطلاح گفته می‌شود، عمدتاً مقاومت AC فرکانس بالا را هدف قرار می‌دهد. حتی اگر منبع تغذیه حلقه بسته خاموش باشد، الزامات سرعت پاسخ و پاسخ وجود دارد. این نمی‌تواند بلافاصله تغییرات جریان بار را ردیابی کند و منجر به نوسانات ولتاژ می‌شود. افزودن خازن‌ها تغییرات لحظه‌ای در جریان داخلی منبع تغذیه را کاهش داده و مشخصات منبع تغذیه را تغییر می‌دهد.

هنگام استفاده از منبع تغذیه فیلتر شده، ما در مورد کاهش مقاومت AC بحث کردیم. در عمل، کاهش ریپل در ترمینال خروجی مهم‌تر است. برای باتری‌های خشک، خروجی هیچ ریپلی تولید نمی‌کند و فیلترینگ ضروری نیست.

با این حال، برای مدارهای پیچیده، افزودن خازن‌ها برای کاهش مقاومت AC، به خصوص نزدیک به پین‌های تغذیه IC، ضروری است.

مدارهای فیلتر اجزای AC را از سیگنال‌های ترکیبی AC و DC حذف می‌کنند.

برق AC پس از یکسو سازی به DC پالسی تبدیل می‌شود. این نوع منبع تغذیه DC حاوی ریپل AC زیادی است و نمی‌تواند مستقیماً به عنوان منبع تغذیه برای مدارهای الکترونیکی استفاده شود. یک مدار فیلتر می‌تواند چنین اجزای ریپل AC را به شدت کاهش داده و شکل موج ولتاژ یکسو شده را هموار کند.

کلیدواژه‌ها

فیلترینگ منبع تغذیه، مدار فیلتر DC، کاهش ریپل، فیلتر EMI، خازن فیلتر، DC پالسی، سرکوب نویز، نویز منبع تغذیه، فیلترینگ سیگنال، فیلتر EMC