Szűrő (jelfeldolgozás)

Ez a közzétett változat, ellenőrizve: 2024. november 30.

A szűrők a jel bizonyos komponenseit átengedik, míg a többit csillapítják. Szűrőkről akkor beszélünk, ha a cél kimondottan a frekvenciaszelektivitás megvalósítása.[1]

A csillapítás mértéke jelentősen függhet a frekvenciától.

A szűrőkkel kapcsolatos elvárások[1]

szerkesztés
Megnevezés Jelentés Előírások
ideális Reális
Áteresztési frekvenciatartomány A jel ebbe a tartományba eső komponensei jutnak át Az erősítés konstans Az erősítés adott tartományba esik
Átmeneti frekvenciatartomány Az áteresztési és zárási tartomány közötti szakasz A szélessége zérus A szélessége korlátozott
Zárási frekvenciatartomány A jel ebbe a tartományba eső komponenseit szűri ki az áramkör Az erősítés értéke zérus Az erősítés adott korlát alá esik

Szűrők csoportosítása[1]

szerkesztés

Összetettség alapján

szerkesztés

Elsőfokú szűrők

szerkesztés

Az elsőfokú szűrők átviteli függvényének számlálójában és nevezőjében is csak első fokú tagok vannak. Szorzóként megjelenhet s egész hatványa is. Az átviteli karakterisztika egy vagy két törésponttal rendelkezhet, az amplitúdókarakterisztika meredeksége 0, -20dB/dekád vagy +20dB/dekád lehet az egyes frekvenciatartományokban.

Az elsőfokú szűrőkben az ellenállás(ok) mellett csak egyféle reaktív komponens lehet: kondenzátor vagy induktivitás.

Másodfokú szűrők

szerkesztés

Az átviteli függvény számlálójában és nevezőjében is megjelenhet s és ezzel a frekvencia második hatványa, másodfokú polinomja.

Másodfokú szűrők már tartalmazhatnak kétféle reaktív komponenest, kondenzátort és induktivitást is.

A felhasznált komponensek alapján

szerkesztés
  • RC - a kapcsolás csak ellenállás(oka)t és kondenzátor(oka)t tartalmaz
  • RL - a kapcsolás csak ellenállás(oka)t és induktivitás(oka)t tartalmaz
  • LC - a kapcsolás csak induktivitás(oka)t és kondenzátor(oka)t tartalmaz
  • RLC - a kapcsolás ellenállás(oka)t, induktivitás(oka)t, kondenzátor(oka)t tartalmaz.

A szűrési karakterisztika alapján

szerkesztés
  • Felüláteresztő szűrő – A vágási pont alatti frekvenciákat csillapítja.
  • Aluláteresztő szűrő – A vágási pont feletti frekvenciákat csillapítja.
  • Sáváteresztő szűrő – Egy bizonyos tartományon belüli frekvenciát átenged, a sáv alatti és a sáv feletti frekvenciákat csillapítja.
  • Lyukszűrő, illetve sávzáró szűrő – Egy bizonyos sávban csillapít, alatta és felette átengedi a jelet.
  • Rezgőkör - egy jelfolyam tartományából csak egy meghatározott frekvenciájú komponenst visz át, illetve szűr ki.
  • Egyéb, összetett átviteli karakterisztikát megvalósító szűrő.

Működés alapján

szerkesztés
  • passzív szűrő - csak ellenállást, kondenzátort, induktivitást tartalmazó szűrő. Erősítőelemet nem tartalmaz, így működése nem igényel tápfeszültséget.
  • aktív szűrő - olyan szűrő, ami tartalmaz erősítőelemet, illetve olyan erősítőkapcsolás, amelyben vannak olyan komponensek, amelyek befolyásolják az erősítő átviteli karakterisztikáját. Működése tápfeszültséget igényel.
  • Szilárdtest szűrő - elektromos és mechanikai rezgések (hullámok) csatolása. Az elektromos jel mechanikai rezgéssé alakul, majd visszaalakul elektromos jellé. Kvarcszűrő, kvarcrezonátor, rezgőkvarc. [2]
  • digitális szűrő - számsorrá kvantált jelfolyamon végez matematikai műveletet valamilyen program alapján. A digitális szűrő lehet processzort és tárolókat tartalmazó céleszköz, vagy valamilyen számítógépen futtatható szoftver.

Topológia alapján

szerkesztés
  • aszimmetrikus elrendezések: L, T, Π, aszimmetrikus létraszűrő
  • szimmetrikus elrendezések: C, H, Doboz, XT, XΠ, szimmetrikus létraszűrő

Áramköri szintézis alapján

szerkesztés
  • Butterworth szűrő
  • Chebyshev szűrő
  • Elliptic (Cauer) szűrő
  • Bessel szűrő
  • Gauss szűrő
  • Optimális "L" (Legendre) szűrő
  • Linkwitz–Riley szűrő

 

  1. a b c Szűrők. www.inf.u-szeged.hu. (Hozzáférés: 2024. szeptember 4.)
  2. Passzív szűrők. (Hozzáférés: 2024. szeptember 4.)