이 게시물에서는 복잡한 시뮬레이션 및 계산의 번거 로움을 거치지 않고 고역 통과 필터 및 저역 통과 필터 회로와 같은 오디오 필터 회로를 손쉽게 설계하는 방법을 배웁니다. 제시된 설계는 원하는 특정 주파수 대역에 대해서만 필터 회로를 생성하고 다른 모든 원치 않는 주파수를 차단합니다.

하이 패스 필터 란?

이름에서 알 수 있듯이 고역 통과 필터 회로는 선택한 특정 주파수 미만의 모든 주파수를 감쇠하고이 임계 값 이상의 모든 주파수를 통과 또는 허용하도록 설계되었습니다. 원리는 저역 통과 필터 회로와 정반대입니다.

차단 범위는 일반적으로 상대적으로 높은 주파수 범위 (kHz 단위)에 있습니다.

다음 고역 통과 필터 응답 그래프는 선택한 차단 임계 값 아래의 모든 주파수가 주파수가 감소함에 따라 점차적으로 감쇠되거나 차단되는 방식을 나타내는 파형 이미지를 보여줍니다.

다음 두 이미지는 표준 고역 통과 필터 회로로 구성됩니다. 첫 번째 이미지는 이중 전원으로 작동하도록 설계되고 두 번째 이미지는 단일 전원으로 작동하도록 지정됩니다.

위의 두 구성에서 opamp는 중앙 처리 활성 구성 요소를 형성하는 반면 opamp의 입력 핀에 연결된 관련 저항 및 커패시터는 이러한 값의 값에 따라 고역 통과 필터 차단 지점을 결정하기 위해 도입됩니다. 수동 구성 요소는 사용자 사양 또는 요구 사항에 따라 계산됩니다.

맞춤형 하이 패스 필터를 설계하는 방법

제안 된대로 고역 통과 필터 회로를 신속하게 설계하기 위해 다음 공식과 후속 단계를 사용하여 관련 저항 및 커패시터를 계산할 수 있습니다.

“비 반전 합산 증폭기 방정식 ”

먼저 C1 또는 C2에 대해 임의로 적절한 값을 선택합니다. 둘 다 동일 할 수 있습니다.

다음으로 다음 공식을 사용하여 R1을 계산합니다.

R1 = 1 / √2 x π x C1 x 주파수

여기서 '주파수'라는 용어는 원치 않는 다른 주파수를 점차적으로 감쇠하거나 무시해야하는 원하는 고역 통과 차단 임계 값을 나타냅니다.

마지막으로 다음 방정식을 사용하여 위와 동일한 방식으로 R2를 계산합니다.

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x 주파수

고역 통과 필터 회로의 단일 공급 버전은 전혀 중요하지 않으며 C1보다 약 100 배 또는 1000 배 더 클 수있는 다른 커패시터 Cout을 포함하는 것으로 볼 수 있습니다.

위의 논의는 고역 제어 회로가 될 수있는 특정 응용 분야에 대해 누구나 간단하게 고역 통과 필터 회로를 빠르게 계산하고 설계 할 수있는 방법을 보여줍니다. 10 밴드 그래픽 이퀄라이저 또는 홈 시어터 회로 등

저역 통과 필터의 작동 원리

이름에서 알 수 있듯이 저역 통과 필터 회로 원하는 컷오프 임계 값보다 낮거나 낮은 주파수 범위를 통과 또는 전도하고이 값 이상의 주파수를 감쇠하거나 점진적으로 차단하도록 설계되었습니다.

opamp는 매우 다양한 특성으로 인해 이러한 응용 분야에 가장 적합하기 때문에 일반적으로 이러한 필터 회로를 만드는 데 opamp가 사용됩니다.

주파수 대 이득을 보여주는 그래프

다음 그래프는 게인과 관련된 일반적인 저역 통과 필터 주파수 응답을 제공합니다. 특정 차단 임계 값을지나 주파수가 증가함에 따라 응답이 어떻게 감쇠 (점진적으로 감소)하는지 명확하게 볼 수 있습니다.

다음 이미지는 표준을 묘사합니다. opamp 기반 저역 통과 필터 회로 . 첫 번째는 이중 공급으로 전원이 공급되어야하고 두 번째는 단일 공급 전압을 사용하여 작동합니다.

맞춤형 저역 통과 필터 회로 설계

연산 증폭기의 비 반전 (+) 및 반전 (-) 입력 핀아웃으로 구성된 구성 요소 R1, R2 및 C1, C2는 기본적으로 필터의 차단 범위를 결정하며 설계시 최적으로 계산해야합니다. 회로.

이러한 매개 변수를 계산하고 몇 분 안에 저역 통과 필터 회로를 빠르게 설계하기 위해 다음 공식과 설명 된 단계를 활용할 수 있습니다.

먼저 우리의 편의에 따라 임의의 값을 선택하여 할 수있는 C1을 찾아야합니다.

다음으로 공식으로 C2를 계산할 수 있습니다.

C2 = C1 x 2

R1과 R2는 동일 할 수 있으며 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

R1 또는 R2 = 1/2 √2 x π x C1 x 주파수.

여기서 '주파수'는 컷오프 전환이 발생할 것으로 예상되는 범위 또는 원하는 컷오프 범위입니다.

단일 공급 저역 통과 필터에 표시된 Cin 및 Cout의 값은 중요하지 않으며 C1의 100 ~ 1000 배가 될 수 있습니다. 즉, C1을 0.1uF로 선택한 경우 10uF에서 100uF 사이의 값이 될 수 있습니다. . 전압 사양은 사용되는 공급 전압의 두 배로 선택할 수 있습니다.