مدار فیلتر پایین گذر غیرفعال (Passive Low-Pass Filter)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار فیلتر پایین گذر غیرفعال (Passive Low-Pass Filter) :
مدار فیلتر پایین گذر غیرفعال (Passive Low-Pass Filter) مداری است که از المان های غیرفعال (معمولا مقاومت و خازن، یا سلف و خازن) تشکیل شده و اجازه عبور فرکانس های پایین تر از یک فرکانس مشخص (فرکانس قطع) را می دهد و فرکانس های بالاتر را تضعیف (attenuate) می کند. این فیلترها برای عملکرد خود نیازی به منبع تغذیه ندارند.
فیلتر پایین گذر RC (RC Low-Pass Filter): ساده ترین نوع فیلتر پایین گذر از یک مقاومت سری و یک خازن موازی تشکیل شده است. در فرکانس های پایین، راکتانس خازن (
\[ X_C = \frac{1}{2\pi f C} \]) بسیار زیاد است، بنابراین خازن مانند مدار باز عمل کرده و سیگنال به راحتی به خروجی (روی مقاومت) می رسد. در فرکانس های بالا، راکتانس خازن کم شده و سیگنال از طریق خازن به زمین کوتاه می شود. فرکانس قطع (
\[ f_c \]) این فیلتر از رابطه زیر به دست می آید:
\[ f_c = \frac{1}{2\pi RC} \]در فرکانس قطع، دامنه خروجی به
\[ 1/\sqrt{2} \](حدود ۰.۷۰۷) دامنه ورودی کاهش می یابد (کاهش ۳ دسی بل).
فیلتر پایین گذر LC (LC Low-Pass Filter): این فیلتر از یک سلف سری و یک خازن موازی تشکیل شده است. سلف در فرکانس های پایین امپدانس کمی دارد (اتصال کوتاه) و در فرکانس های بالا امپدانس زیادی دارد (مدار باز). ترکیب آن با خازن، فیلتر با شیب تندتر (۴۰ دسی بل بر دهه برای مرتبه دوم) ایجاد می کند. فرکانس قطع برای یک فیلتر LC ایده آل
\[ f_c = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}} \]است. این فیلترها در منابع تغذیه و کاربردهای RF رایج اند.
ویژگی ها و کاربردها:
⭐ سادگی و هزینه کم (به ویژه نوع RC).
⭐ عدم نیاز به منبع تغذیه.
⭐ قابلیت اطمینان بالا.
⭐ کاربرد در حذف نویز فرکانس بالا از سیگنال ها.
⭐ در خروجی منابع تغذیه برای صاف سازی (Smoothing).
⭐ در سیستم های صوتی برای هدایت فرکانس های پایین به ووفر (با سلف).
⭐ به عنوان فیلتر ضد آلیاسینگ (Anti-aliasing) قبل از مبدل های ADC.
